Pour une production indoor de microalgues, un nouveau design et concept de photobioréacteur a été imaginé par Curador. Le projet porte sur l’optimisation de la productivité via apport amélioré de lumière, la délivrance monitorée de nutriments, la circulation fluidique améliorée, le tout étant piloté par des interfaces numériques captant les paramètres en temps réel et pilotant le processus de gestion des apports.
Curador a déposé les concepts de base de ses innovations par idépôt numéro 044766, le 01/04/2013 sous inttitulé « bowtie reactor » dont description sommaire suit :
« Description d’un nouveau design de photo bio réacteur en forme de papillon (bow tie reactor) avec fonctionnalités de microbullage comme système airlift.
Descritpion d’un système innovant d’apport lumière LED via un bâton spécial inséré directement dans les tubes verticaux du modèle.
Traitement ultrasonique et à base de champs pulsés pour l’optimisation de la croissance et pour la récolte par agglomération, ainsi que pour la rupture de la cellule en phase extraction. »
Basé sur un concept de montage en « papillon », le Bowtie reactor est un nouveau design permettant une circulation fluidique optimisée par des descentes en pente de 20 à 45° et des montées verticales activées par des bullages airlift alimentée par du microbullage.
- Design : schéma de principe
Le diamètre des tubes en plexi transparents est idéalement de 60mm
- Micro bullage :
Afin d’optimiser l’airlift, un système de micro bullage est appliqué à la base des tubes verticaux. Ce bullage se compose de micro bulles de taille inférieure à 20 microns afin d’optimiser les échanges gazeux (air ou air/Co2, ainsi que les nutriments). Les surfaces d’échange sont largement multiplées en agissant sur la taille des bulles, permettant une meilleure diffusion/dissolution. Ce microbullage peut être mis en œuvre à l’aide d’un oscillateur fluidique connecté à des diffuseurs microporeux adaptés (verre frité par exemple) ou activé par un système de pompe très spécialisé (style NIKUNI KTM pour DAF flotation). Ce principe peut également être mis en œuvre pour la récolte par micro flottation, soit un systéme de décantation/floculation inverse, permettant la concentration de biomasse surnageant la partie aqueuse. Cette solution permet d’éviter ou du moins d’alléger les opérations de Dewatering, coûteuses en investissement et énergie.
La taille des bulles est fondamentale, suivant les schémas ci-après :
- Apport lumineux LED optimisé :
Inséré de manière innovante, l’éclairage porte à l’intérieur des tubes plexi verticaux généré via un chips de 15W par tube vertical, longueur 1mt, équipé de 2 LED bleues longueur onde 455nm et de 8 LED rouges de 660nm afin d’optmiser l’énergie lumineuse utile à la croissance. Cette lumière est potentiellement micro pulsée en ms afin d’introduire des cycles ombre/lumière.
L’innovation majeure réside dans l’insert direct dans les tubes du réacteur atin d’optimiser l’absorption lumière par les microalgues/bactéries, ceci via l’utilisation de bâtons plexi spéciaux (Evonik Enlighten XL) permettant une diffusion tout le long du bâton.
