FR3059246A1 - SYSTEM FOR FILTERING A SOLUTION COMPRISING MICROALGUES FOR THEIR HARVESTING - Google Patents
SYSTEM FOR FILTERING A SOLUTION COMPRISING MICROALGUES FOR THEIR HARVESTING Download PDFInfo
- Publication number
- FR3059246A1 FR3059246A1 FR1661516A FR1661516A FR3059246A1 FR 3059246 A1 FR3059246 A1 FR 3059246A1 FR 1661516 A FR1661516 A FR 1661516A FR 1661516 A FR1661516 A FR 1661516A FR 3059246 A1 FR3059246 A1 FR 3059246A1
- Authority
- FR
- France
- Prior art keywords
- tank
- microalgae
- piston
- reactor
- port
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000001914 filtration Methods 0.000 title claims abstract description 64
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 28
- 239000012466 permeate Substances 0.000 claims description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 5
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims description 4
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 claims description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 2
- 238000012258 culturing Methods 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 21
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 description 13
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 9
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 5
- 235000016425 Arthrospira platensis Nutrition 0.000 description 4
- 240000002900 Arthrospira platensis Species 0.000 description 4
- 229940082787 spirulina Drugs 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 3
- 241000195649 Chlorella <Chlorellales> Species 0.000 description 2
- 230000004520 agglutination Effects 0.000 description 2
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 2
- 208000002720 Malnutrition Diseases 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 235000019728 animal nutrition Nutrition 0.000 description 1
- 238000009360 aquaculture Methods 0.000 description 1
- 244000144974 aquaculture Species 0.000 description 1
- 238000011001 backwashing Methods 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000006193 liquid solution Substances 0.000 description 1
- 230000001071 malnutrition Effects 0.000 description 1
- 235000000824 malnutrition Nutrition 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 208000015380 nutritional deficiency disease Diseases 0.000 description 1
- 235000008935 nutritious Nutrition 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 1
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
- B01D29/11—Filters 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
- B01D29/117—Filters 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
- B01D29/60—Filters 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D29/00—Filters with filtering elements stationary during filtration, e.g. pressure or suction filters, not covered by groups B01D24/00 - B01D27/00; Filtering elements therefor
- B01D29/62—Regenerating the filter material in the filter
- B01D29/64—Regenerating the filter material in the filter by scrapers, brushes, nozzles, or the like, acting on the cake side of the filtering element
- B01D29/6469—Regenerating the filter material in the filter by scrapers, brushes, nozzles, or the like, acting on the cake side of the filtering element scrapers
- B01D29/6484—Regenerating 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS 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
- C12M21/00—Bioreactors or fermenters specially adapted for specific uses
- C12M21/02—Photobioreactors
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS 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
- C12M33/00—Means for introduction, transport, positioning, extraction, harvesting, peeling or sampling of biological material in or from the apparatus
- C12M33/14—Means for introduction, transport, positioning, extraction, harvesting, peeling or sampling of biological material in or from the apparatus with filters, sieves or membranes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12M—APPARATUS 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
- C12M47/00—Means for after-treatment of the produced biomass or of the fermentation or metabolic products, e.g. storage of biomass
- C12M47/02—Separating microorganisms from the culture medium; Concentration of biomass
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
Système (12) de filtration d'une solution comportant des microalgues, le système comportant : - 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, - un piston de filtration (26) monté coulissant dans ladite cavité (24), dans une direction sensiblement parallèle audit axe de révolution (A), et - 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, 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.System (12) for filtering a solution comprising microalgae, the system comprising: - a tank (22) comprising a substantially cylindrical internal cavity (24) whose axis of revolution (A) is substantially vertical, this cavity being intended receiving a filter solution comprising microalgae, - a filtration piston (26) slidably mounted in said cavity (24), in a direction substantially parallel to said axis of revolution (A), and - a first cylindrical filter wall (28) configured to retain the microalgae, said first wall being located at least in a lower portion (22a) of said cavity (24) and being configured to be scraped by the piston (26) during its movements, characterized in that it comprises in addition a second filtering circular wall (40) located at the lower end of the cavity and configured to retain and harvest the microalgae.
Description
DOMAINE TECHNIQUETECHNICAL 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 system for filtering a solution comprising microalgae. It also relates to an assembly comprising such a system and a microalgae culture reactor as well as methods for harvesting and rinsing microalgae.
ETAT DE L’ARTSTATE 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 culture of microalgae has experienced significant development over the past thirty years. Originally used for animal nutrition in aquaculture, microalgae are now used in many industries such as energy, food, cosmetics and pharmaceuticals. Their nutritious properties as well as the low cost of their cultivation make microalgae, such as spirulina or chlorella, a food resource of interest for both human and animal food. According to the Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO), spirulina could even participate 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.Microalgae are generally produced in a culture reactor of the photobioreactor type, which comprises a medium suitable for the cultivation of microalgae. In the photo-autotrophic regime, the microalgae are subjected in the reactor to 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.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.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 rapid clogging of the filter during harvest.
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, a forced filtration system using a scraper piston can be used. This type of filtration increases the available filtering surface and improves the microalgae harvest by scraping the filter with each passage of the piston.
Le document W0-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 / 115822 describes a filtration system of this type comprising a tank in which a piston is able to move. The piston is surrounded by a cylindrical filter which is configured to retain microalgae and allow their culture medium to pass. The microalgae are agglutinated sequentially at the lower end of the tank by the piston and are then recovered at this lower end by a specific port of the tank. When the piston is actuated, the filtration stops. The system described in this document therefore allows discontinuous filtration including several filtration phases interrupted and separated from each other by phases of displacement of the piston.
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 drawbacks of the current technique.
EXPOSE DE L’INVENTIONSTATEMENT OF THE INVENTION
L’invention propose un système de filtration d’une solution comportant des microalgues, le système comportant :The invention provides a system for filtering 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 tank 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, eta filtration piston mounted to slide in said cavity, in a direction substantially parallel to said axis of revolution, and
- 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, 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.- A first cylindrical filtering wall configured to retain 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, characterized in that it further comprises a second circular filtering wall located at the lower end of the cavity and configured to retain and collect 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 its 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 microalgae harvesting function, that is to say that it is intended to serve as a medium for recovering microalgae. The displacement of the piston causes agglutination and the concentration of microalgae on the circular wall, which forms an algal paste. A succession of pumps allows for example to obtain a significant harvest of microalgae paste with 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 the displacement of the piston, the second filtering 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 include one or more of the following characteristics, taken in isolation from one another 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 filter wall is removably mounted inside the cavity and / or at the lower end of the tank; as a variant, this second wall could be integral with the first wall and form with the latter a bowl for harvesting microalgae;
- la seconde paroi filtrante est sensiblement plane ;- the second filter 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 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 member being configured to pre-scrape said first filtering wall and having an external diameter smaller 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 tank;
- 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 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) ;the system comprises at least one port for supplying solution to be filtered and at least one port for discharging a permeate; in one embodiment, these two ports could be integrated in the same T-shaped member, that is to say with three channels (first and second channels define the supply port and the first channel defines with a third channel the evacuation port);
- 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 into 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.The present invention also relates to an assembly comprising a system for filtering 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.
Lesdits moyens de raccordement fluidique peuvent comprendre :Said fluid connection means can 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, . 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 first channel is connected to a first port of the system tank,. a second track 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, . 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 first channel is connected to a second port of the system tank,. a second track is connected to a fourth port of the reactor, and. a third channel is configured to be connected to a source of flushing fluid.
Un clapet anti-retour peut être monté :A non-return valve can be fitted:
- 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 outlet 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 input 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 can be fitted 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.The filtration system can include all or part of the characteristics of the system as described above.
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 present invention also relates to a method of harvesting microalgae, for example from an assembly as described above. The process 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, eta 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 microalgae rinsing process. The process 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, eta 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 tank, said fluid passing through the first and third channels of the first valve.
DESCRIPTION DES FIGURESDESCRIPTION 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 non-limiting 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 system for filtering 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,FIG. 4 is a schematic view of an alternative embodiment of a filtration system,
- 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. 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 schematic 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, etFIG. 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.- Figures 10 and 11 are schematic views of alternative embodiments of an assembly according to the invention and means for connecting the filtration system to the reactor.
DESCRIPTION DETAILLEEDETAILED 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.FIG. 1 represents an assembly comprising a reactor 10 for cultivating microalgae, in particular food, and a filtration system 12 for the separation of microalgae from their culture medium and their harvest. The microalgae can 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 outlet port 18 and an inlet 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 includes:
- 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, eta filtration piston 26 slidably mounted in the cavity, and
- une paroi cylindrique filtrante 28 configurée pour être raclée par le piston lors de ses déplacements.- 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 generally substantially cylindrical shape whose axis of revolution A is substantially vertical. The tank 22 generally comprises two parts, respectively lower 22a and upper 22b. 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 external periphery of the lower end of the piston and the internal 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 tank 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.The piston 26 is connected at its upper end to a rod 32 for actuation of the piston, manually or by a suitable means, for example electric. The rod 32 here extends upward along the axis A, substantially from the middle of the 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 tank 22 may include a cover, not shown, removable. This cover may include 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 also include a removable bottom 34. The cover and the bottom 34 can be fixed to the rest of the tank by screwing, quarter turn, etc. Ideally, they should be able to be disassembled manually without the aid of special tools.
Le fond 34 amovible peut par exemple comprendre ou définir uniquement l’extrémité inférieure de la cuve. II 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 can for example include or define only the lower end of the tank. It may comprise a lower circular wall 36 of the tank and optionally a cylindrical peripheral rim 37, extending upwards from the wall 36, and comprising for example a thread for screwing the bottom to the rest of the tank (cf. 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.As a variant, 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 indicated in FIG. 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 can be provided between the bottom 34 and the rest 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 filtering cylindrical wall 28 is housed inside the tank 22. It extends here over the entire height of the lower part 22a of the cavity. Alternatively, it could extend over a greater height or a smaller height of the tank. The wall 28 is kept away 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 the latter and the wall of the lower part, until bottom of 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).The system 12 further comprises a second filter wall 40, which is circular and is arranged at the lower end of the tank. In the example shown, it lines the bottom 34 and is moved away from it so that the microalgae culture medium can pass through the wall 40 (arrows 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 spaces between the filter walls 28, 40 and the tank can be obtained by spacers extending between the wall of the tank and the filter wall 28, and between the bottom 34 and the filter wall 40. As a variant, simple extra thicknesses 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 100pm, plus préférentiellement entre 1 et 50pm, et par exemple entre 10 et 40pm pour ce qui concerne par exemple la récolte de Spiruline.The filter walls 28, 40 are configured to retain 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 100 μm, more preferably between 1 and 50 μm, and for example between 10 and 40 μm as regards for example the harvesting 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 filter wall 40 here has a generally planar shape and has an external 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 a discharge port 46.
Dans le mode de réalisation des figures 1 et 2, le port d’évacuation 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. II est ainsi configuré pour recueillir le milieu de culture après filtration, appelé perméat (flèche 48 - figure 2).In the embodiment of Figures 1 and 2, the discharge port 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. II 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.A first connection conduit 52 connects the inlet port 20 of the reactor 10 to the outlet 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.
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 second connection conduit 56 connects the outlet port 18 of the reactor 10 to the supply port 44 of the system. This second conduit 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 conduit 56 is also equipped with a three-way valve 58 including one channel (forming inlet or outlet) is connected to the outlet port 18, a channel (forming here inlet) is connected to the supply port 44, and a last channel (forming here outlet) 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 work 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 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 cultivated in reactor 10. At the start of the harvest cycle, the piston is in the low position. By moving it upwards, the piston creates a vacuum in the chamber 50, which causes the chamber to be supplied with a volume of solution comprising microalgae coming from the reactor 10. When the piston goes back down, it forces the culture medium to be filtered by the filtering walls 28, 40. The culture medium cannot go back because of the non-return valve 57. The permeate passes through these walls and is reinjected through line 52 into the reactor, and the microalgae are retained by the filtering walls. The descent of the piston also causes scraping of the wall 28 by the piston, and the agglutination of the 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 and then from bottom to top to successively filter several volumes of solution and thus recover a maximum of microalgae cultivated in the reactor. The conduits 52 and 58 can be flexible and / or flexible so as not to undergo deterioration during movements 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 is switched to the air intake position. The sequence of raising / lowering of the piston is repeated several times to dry the cake of microalgae formed and allow the total reinjection of the permeate into the reactor. The system 12 can then be disconnected from the reactor 10 and the microalgae cake recovered from the wall 40, for example by dismantling 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.FIG. 3 represents an alternative embodiment of the assembly 10, 12 and of the filtration system. This set includes the same characteristics as that described in the foregoing, insofar as these characteristics 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 an evacuation port 46. The evacuation 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. II 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 antiretour 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 defines 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 tank, 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.The first connection conduit 52 is similar to that mentioned above.
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 second connection conduit 56 connects the outlet port 18 of the reactor 10 to the supply port 44 ’of the system. This second conduit 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 conduit 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 work as follows:
En début de cycle de récolte, le système 12 est raccordé au réacteur 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.At the start of the harvest cycle, the system 12 is connected to the reactor and the valve 58 is in the suction position in this tank. The piston is in the high 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 vacuum generated, that is to say in the chamber 60. When the piston goes back up, the culture volume cannot go back because of the non-return valve 57 and suddenly passes through the channel 62 in the chamber 50 to come and occupy the lower part of the tank. When the piston descends, being unable to go back up into the tank because of the non-return valve 64, the initial volume passes through the walls 28, 40. The microalgae are retained on the filtering wall 28 and directly pushed and pressed by the piston on the lower filter wall 40. The permeate is simultaneously largely reinjected into reactor 10. At the same time, a new volume of culture is aspirated in the upper part of the tank. The scraping makes it possible to unclog the wall 28 which will again be available for the next passage. When the piston rises again, 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 raising / lowering cycle of the piston can be repeated several times to adapt the total volume of filtered culture. Note that the injection into the lower chamber 50 by means of the piston makes it possible to limit the resuspension of the cake formed during the previous passages and thus optimizes the harvest. Once the desired filtered volume is reached, the three-way valve 58 located upstream of the system 12 is switched to the air suction position. The ascent / descent 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 microalgae cake recovered from the wall 40 removable. Once the cake is collected, the system 12 can be rinsed by suction of clean water using the 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.Figures 4 and 5 show another alternative embodiment of the filtration system. This system 12 includes the same features as the system in all of Figures 1 and 2 and further includes 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 at its lower end, for example by spacers 68. The member 66 is thus secured to 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 external diameter smaller than the external 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.As schematically shown in Figure 5, it is understood that an internal peripheral part 70a of the cylindrical deposit of microalgae on the wall 28 is scraped and driven by the member 66 during its passage, and that the rest 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 keeps a filtering surface with little pressure drop, which can facilitate the descent of the piston in particular at the end of the stroke. FIG. 5 also makes it possible to appreciate the microalgae cake on the wall 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 1L. 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.Figures 6 and 7 show possible geometric 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 10L, preferably between 500ml_ and 5L, and for example of the order of 1L. It can have a height greater than its diameter, as shown in FIG. 6, or else a diameter greater than its height. It is understood that these dimensions influence the filter surfaces respectively of the walls 28, 40. The tank of FIG. 6 will have a filter wall 40 of surface smaller than that of the tank of FIG. 7.
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.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 surface. A substantially vertical column 74 extends upwards from the platform 72, this column carrying an arm 76 for supporting the tank 22. The tank can be removably engaged in an orifice 76a in 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 at 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 also articulated, substantially in the middle, at the upper end of the rod 32 of the piston 26. The axis C of articulation 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.It is understood that a user can grasp the handle 80 and move the lever 78 up and down, and from bottom to top, by rotation of the lever around the axis B, to move the piston up and down, and down above, inside the tank 22. The lever effect of this system makes it possible to reduce the effort provided by the user to move the piston and filter the microalgae solution.
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.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.The references 52 and 56 designate the pipes connecting the reactor 10 to the 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, one of which (forming an outlet) is connected by the non-return valve 54 to the inlet port of the reactor 10, one channel (forming an inlet or outlet) is connected by the filter 84 and the sensor 82 at port 20 of the system 12, and a last channel (forming an inlet) is connected, preferably by another non-return valve 86, to a source 88 of flushing 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 conduit 56 is similar to that described in the foregoing and further 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 fluid circuit shown in Figure 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.Arrows 94 represent the flow of fluids during a filtration operation. As mentioned in the foregoing, the solution contained in the reactor 10 is conveyed by the conduit 52 as far as the system 12 for the separation of the microalgae, which are deposited on the walls 28, 40, from the culture medium which is redirected via line 56 in 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 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 which is sucked through the valve 86 and filtered by the filter 84 before entering the tank 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 will thus be understood that the reactor 10 is not used during this operation and the valves 58, 86 can be connected together by bypass conduit 92, to avoid any passage of flushing 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 represented in FIG. 9 comprises a filtration system 12, a reactor 10, and means for fluid connection of the system to the reactor. The system 12 is as described in the foregoing. As a variant, it could be a filtration system of another type, that is to say by means of a 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 supply 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 channel (forming an outlet) 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 inlet or outlet) connected by the filter 84 and the sensor 82 to port 20 of the system 12, and a last channel (forming an inlet) connected, preferably by another non-return 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 12.The variant embodiment of FIG. 11 represents a simplification of the connection means between the reactor 10 and the filtration system 12.
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.The conduit 56 includes the non-return valve 57 which is connected to the port 46 ’of the reactor and to the port 18 of the system. The conduit 52 includes the non-return valve 54 which is connected to the port 46 ’of the reactor and to the port 20 of the system.
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 variant of FIG. 11 allows the recycling of the culture medium. Here it does not include a filter 84 although it could include one. Furthermore, it does not allow backwashing unlike the previous embodiments.
Claims (10)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1661516A FR3059246A1 (en) | 2016-11-25 | 2016-11-25 | SYSTEM FOR FILTERING A SOLUTION COMPRISING MICROALGUES FOR THEIR HARVESTING |
| PCT/FR2017/053253 WO2018096296A1 (en) | 2016-11-25 | 2017-11-24 | System for filtering a solution comprising microalgae for the harvesting thereof |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR1661516A FR3059246A1 (en) | 2016-11-25 | 2016-11-25 | SYSTEM FOR FILTERING A SOLUTION COMPRISING MICROALGUES FOR THEIR HARVESTING |
| FR1661516 | 2016-11-25 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR3059246A1 true FR3059246A1 (en) | 2018-06-01 |
Family
ID=57963336
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR1661516A Withdrawn FR3059246A1 (en) | 2016-11-25 | 2016-11-25 | SYSTEM FOR FILTERING A SOLUTION COMPRISING MICROALGUES FOR THEIR HARVESTING |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR3059246A1 (en) |
| WO (1) | WO2018096296A1 (en) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109026671A (en) * | 2018-09-17 | 2018-12-18 | 辽宁格瑞特泵业有限公司 | Automatic desilting filter |
| CN111980912B (en) * | 2020-08-31 | 2022-03-25 | 合肥源康信息科技有限公司 | Portable wisdom pump station |
| WO2023228010A1 (en) * | 2022-05-23 | 2023-11-30 | Food For Future Sarl | System for cultivating and harvesting biomass |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US929717A (en) * | 1908-10-02 | 1909-08-03 | Frances E Self | Press. |
| US4019984A (en) * | 1974-04-13 | 1977-04-26 | Gesellschaft Fur Strahlen- Und Umweltforschung Mbh | Continuous filter with pressing means |
| US5701810A (en) * | 1995-11-15 | 1997-12-30 | Nakai; Gary T. | Tofu making apparatus |
| WO2011115822A2 (en) * | 2010-03-19 | 2011-09-22 | Arizona Board Of Regents For And On Behalf Of Arizona State University | Algae filtration systems and methods |
-
2016
- 2016-11-25 FR FR1661516A patent/FR3059246A1/en not_active Withdrawn
-
2017
- 2017-11-24 WO PCT/FR2017/053253 patent/WO2018096296A1/en active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US929717A (en) * | 1908-10-02 | 1909-08-03 | Frances E Self | Press. |
| US4019984A (en) * | 1974-04-13 | 1977-04-26 | Gesellschaft Fur Strahlen- Und Umweltforschung Mbh | Continuous filter with pressing means |
| US5701810A (en) * | 1995-11-15 | 1997-12-30 | Nakai; Gary T. | Tofu making apparatus |
| WO2011115822A2 (en) * | 2010-03-19 | 2011-09-22 | Arizona Board Of Regents For And On Behalf Of Arizona State University | Algae filtration systems and methods |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2018096296A1 (en) | 2018-05-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2235296B1 (en) | Submerged-surface cleaning apparatus with angled filtration system | |
| FR2931838A1 (en) | INSTALLATION FOR TREATING A BIOLOGICAL LIQUID. | |
| EP1385411B1 (en) | Device for compacting waste in a vacuum cleaner | |
| WO2018096296A1 (en) | System for filtering a solution comprising microalgae for the harvesting thereof | |
| EP3294971B1 (en) | Pool cleaning apparatus with a filtration device that can be extracted via a lateral face | |
| EP3060731B1 (en) | Pool-cleaning apparatus having a removable filtration device | |
| WO2009081043A2 (en) | Submerged-surface cleaning apparatus with inlet duct of non-constant cross section | |
| EP2919915A1 (en) | Device for filtering the water of a pool | |
| FR2989596A1 (en) | Apparatus for cleaning surface immersed in swimming pool, has external area including assigning unit to assign liquid circulating in external area by rotational movement around portion of filtering section of tubular wall | |
| EP3673126B1 (en) | Swimming pool cleaning apparatus having a debris separation device operating by centrifugal spinning and filtration | |
| EP0120750B1 (en) | Device for tangential filtration and installation containing this device | |
| EP2809416B1 (en) | Device for separating two immiscible fluids of different densities by centrifugation | |
| FR2899086A1 (en) | Water-air separator for a vacuum cleaner with water, comprises a flat brush provided with a hair or a group of hairs arranged radially on the disc or on a cylinder, and an unit to perform sealing between the rotating brush and a pipe | |
| FR3080879A1 (en) | VACUUM CLEANER FOR CLEANING SWIMMING POOLS | |
| EP2551004A1 (en) | Swimming-pool filter unit and cartridge for a swimming-pool filter unit | |
| WO2019057968A1 (en) | Swimming pool cleaning apparatus having a debris separation device operating by centrifugal spinning and filtration | |
| EP2889069B1 (en) | Filter for free-flowing liquid | |
| FR2960442A1 (en) | FILTRATION SYSTEM FOR AQUARIUM | |
| EP4372185A1 (en) | Versatile suction brush for cleaning swimming pools | |
| FR2817485A1 (en) | DECOLMATION OF A HOLLOW FIBER FILTER OPERATING IN FRONTAL MODE | |
| FR2499635A1 (en) | IMPROVEMENTS IN SYSTEMS FOR PRESSURIZING LIQUIDS FOR SPRAYING | |
| EP4311434A1 (en) | Installation for removing undesirable elements from the abdominal cavity of gutted fish | |
| EP2474674B1 (en) | Siphon device with automatic priming | |
| WO2009115733A2 (en) | Method and system of filtering swimming pool water | |
| FR2974016A1 (en) | OSMOTIC EVAPORATION EXTRACTION KIT AND METHOD IMPLEMENTING THE SAME |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 2 |
|
| PLSC | Publication of the preliminary search report |
Effective date: 20180601 |
|
| PLFP | Fee payment |
Year of fee payment: 3 |
|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20200910 |