PT94028B - Reservatorio de cultura de algas e processo para a sua utilizacao - Google Patents

Description

presente invento diz respeito a um reservatório (10) de cultura de algas macroscópicas alimentado por ãgua, tendo uma forma de coroa mais ou menos achatada, definida entre uma parede exterior (11) e um núcleo central (12), pelo menos uma roda com pãs (14) disposta radialmente e os obstáculos (18,20).

SANOFI

RESERVATÓRIO DE CULTURA DE ALGAS E PROCESSO PARA A SUA UTILIZAÇÃO.

invento diz também respeito a um processo para a obtenção de Chondrus crispus que consiste em se cultivar as algas no referido reservatório, alimentado por ãgua do mar, e com fontes adicionais de carbono, azoto e fósforo.

presente invento diz respeito a um reservatório ao ar para a cultura de algas macroscópicas, no qual as algas flutuam em ãgua do mar que aí circula e a um processo de cultura que recorre a este reservatório.

Âs algas sao largamente utilizadas pelas industrias farmacêuticas, químicas e alimentares como fonte de matérias-primas; certas espécies sao até consumidas frescas ou rehidratadas em países diferentes; mas a recolha de algas selvagens, nomeadamente nas costas francesas, diminui, e é desejável produzir as algas - pelo menos certas espécies - de cultura nos reservatórios alimentados com ãgua do mar e situados ao ar livre nas margens, longe das tempestades e dos fenómenos das marés.

Podem assim ser cultivadas numerosas espécies de algas, tais como, Chondrus cripus, Gigartina stellata, Calliblepharis ciliata et lanceolata, Laminaria sp., Solieria Chordalis, Cystoclonium purpureum, Palmaria palmata, Gracilaria sp., Uiva sp., Enteromorpha sp., Bryopsis sp.

Em relaçao a certas algas, como a Chondrus uma alga vermelha donde se extrai os carragenanos, polissacarídeos espessantes de qualidade alimentar, e mais particularmente, a Chondrus cripus cujas lotaçoes tratadas na Europa são importantes, é também desejãvel encontrar as condições de cultura economicamente competitivas.

Algumas equipas de especialistas jã estudaram esta questão, tal como a de R.G.S. Bidwell, no Canadã, que descreveu em Botanica Marina Vol. XXVIII p. 87-97 (1985) um reservatório para a cultura de Chondrus crispus, ainda designada Irish moss, alimentado com ãgua do mar, nutri mtes e gãs carbónico, estando a braceagem das algas assegurado pela formação de bolhas de ar a partir do fundo do reservatório, de cerca de 80 cm de profundidade.

Segundo os autores, este dispositivo assegura uma iluminação intermitente das algas, favorável ao seu desenvolvimento e reparte, regularmente, as fontes de carbono e de outros nutrientes necessários bem conhecidos do especialista, enquanto que o sistema de roda de palhetas, anteriormente utilizado para a agitação por Simpson et Coli. e desrito em Bot. Mar. 21 p. 229 - 235 (1978) é francamente menos eficaz e rentável porque as plantas circulam mal e tem tendência para se depositarem no fundo do reservatório, tendo, como consequência um cruzamento mais lento e um desenvolvimento facilitado dos espí fitos e doenças.

Por conseguinte, seria desejável encontrar um outro dispositivo, uma vez que a agitação do reservatório por brobulhagem de ar apresenta diversos inconvenientes, um consumo elevado de energia e de gãs carbónico, assim como um custo de realização dos reservatórios mais elevado: estes devem ser equipados com tubos não-corrosíveis de alimentação de ar, e a sua profundidade deve ser 4 a 5 vezes ,a de penetração da luz a fim de assegurar uma braceagem correcta.

reservatório de acordo com o invento, em virtude da sua forma e da presença de obstáculos convenientemente colocados no percurso do meio liquido, posto em movimento por um roda com pãs, permite a cultura de a^ga s nomeadamente da Chondrus cripus, numa zona temperada medianamente ensoleirada, como nas Costas da Manbha e do Atlântico em França, com rendimentos excelentes.

As algas desenvolvem-se rapidamente, nas condições de cultura clássicas, tais como as descritas por R.G.S. Bidwell no documento anteriormente citado, ou por Neish e Col. no Canadian Journal of Botany 55 p. 2263 - 2271 (1977).

-5A produtividade por unidade de superficie é dez a quinze vezes mais elevada do que quando a alga se encontra no seu meio natural; observou-se, por outro lado, uma diferença ligeira de aspecto entre a alga selvagem e a cultivada nos reservatórios de acordo com o invento e, sobretudo ume diferença de composição, uma vez que na alga de cultura, não se encontra praticamente uma divisão determinada, percursora do carragenano Rappa, mas unicamente este carragenano; isto permite efectuar a extracção por maceração da planta em ãgua ligeiramente alcalinizada, ainda que seja necessário um tratamento básico com o pH 12, a fim de transformar os percursores e extrair todo o carragenano da planta selvagem.

reservatório, de acordo com o invento, tem no plano horizontal a forma de coroa elíptica, achatada segundo o seu grande eixo, definida entre uma parede exterior e um núcleo interno que pode ser reduzido a um simples plano, situado no grande eixo da elipse; este plano seria materializado, por exemplo, por um muro que fica de cada lado a uma distância da parede exterior do reservatório aproximadamente igual ao pequeno eixo da elipse, de tal modo que o meio liquido possa circular continuamente a volta do núcleo central; um reservatório equivalente, embora mais incómodo no solo e ligeiramente com menor resultado, e constiuido por uma coroa cilíndrica compreendida entre 2 elipses sensivelmente homoteticas; e preferível que o comprimento do grande eixo seja 2 a 8 vezes a do pequeno eixo e que o muro tenha uma espessura razoável suficiente para assegurar a sua resistência, o que quer dizer cerca de 8 cm a 1,80 m, de acordo com o material que o constitui (terra, betão, tijolos cimentados).

reservatório (10), ilustrado a titulo de exemplo, com vista no plano horizontal na figura 1, tem uma forma elíptica alongada. Apenas foi ilustrada a metade do reservatório, sendo a outra metade simétrica em relação a um plano vertical transversal de traço XX.

reservatório é delimitado por uma parede exterior (11) e um núcleo central (12), reduzido neste modo de realização a um muro que fica a uma certa distancia das duas extremidades do reservatório, o que define neste ultimo, um circuito de escoamento fechado para a ãgua contida no reservatório.

reservatório pode estar pousado sobre o solo, semi-enterrado ou enterrado. Estã, por outro lado, munido de, pelo menos, uma roda com pãs (14), cuja rotação assegura a circulação do meio liquido à volta do núcleo central (12) do reservatório; o seu eixo é, portanto, confundido com o raio do reservatório no ponto considerado e as suas pãs (16) mergulham na ãgua até uma profundidade suficiente a fim de pór em movimento o meio líquido em toda a sua altura.

especialista calculará, de qualquer modo, a dimensãoa dimensão das pãs, a altura de submersão em ãgua, a velocidade de rotação do eixo em função das características da forma e das dimensões do reservatório e, nomeadamente, a altura da ãgua, tendo em consideração que a velocidade de deslocamento do liquido deve ser suficiente para evitar um desenvolvimento importante das algas macrófitas parasitas, quer dizer, praticamente superior a 0,30 m/segundo.

Prefere-se, em virtude de não haver zona morta muito braceadas, dispor duas rodas 14,14' no reservatório, em posição diametralmente opostas particularmente nos reservatórios em coroa, ou no caso doe reservatórios de núcleo central achatado, na parte alongada da elipse e cortando as 2 correntes de sentido contrário como estã representado na Fig. 1, mais as rodas não podem estar no eixo de simetria do reservatório.

Á distancia entre os seus dois eixos pode ir até 2/3 do comprimento do reservatório.

A altura da ãgua no reservatório depende da espécie das algas cultivadas, da sua densidade e do seu tamanho assim como da exposição média dos raios solares; estará, em geral, compreendida entre 0,3 m e 1 m, de preferência, perto de 0,40 m a fim de assegurar uma circulação satisfatória do liquido e a alumiação sobre ura máximo de profundidade.

Por fim, e esta é uma característica importante do invento, o reservatório é provido de, pelo menos, 2 grupos de obstáculos (18), (20) situados sobre o percurso do meio líquido, constituídos, por exemplo, por dois pequenos muretes verticais ou ligeiramente inclinados de preferência, nivelando o nivel superior do líquido, cujo comprimento é quando muito, igual a metade da largura da corrente líquida, estando um dos grupos situado sensivelmente segundo o grande eixo do reservatório, no prolongamento do núcleo central (12); o outro, a jusante do ou das rodas com pãs (14,14’), faz com a corrente um angulo compreendido entre 90° e 160° e, de preferência, 130°.

Estes obstáculos criam turbilhões e aceleram localmente a corrente assegurando uma melhor homogeneização do meio e a subida das algas para a superfície da ãgua, a produtividade da cultura é muito sensivelmente melhorado na presença de alguns obstáculos, convenientemente colocados, de preferência, nas zonas em que a corrente tende para um regime laminar ou naquelas em que a corrente será ao retardador. Pelo contrário, a multiplicação dos obstáculos ou o seu sobredimensionamento é desfavorável.

Assim, no caso do reservatório representado na Fig. 1, equipado com os 4 obstáculos indicados, a produtividade média num ano é 2,5 vezes a dum reservatório da mesma forma, mas braceada unicamente pelas rodas com pás.

Encontra-se, por outro lado, como nos reservatórios clássicos, uma entrada de água de mar não representada e, de preferência, na outra extremidade, uma conduta (22) de saída de água; esta saída estã vantajosamente situada atrás de um obstáculo, de tal modo que a densidade das algas na zona seja fraca.

À alimentação pela água pode ser contínua ou sequencial; deve ser suficiente de modo a levar a quantidade de oligoelementos e de potássio necessários ao desenvolvimento das algas e compensar a evaporação natural.

 configuração do reservatório permite evitar a reciclagem da água, frequentemente instalada sobre os reservatórios rectangulares a fim de criar uma corrente no meio.

Dm outro objecto do invento ã o processo de obtenção de algas macroscópicas, que consiste em as cultivar num reservatório de acordo com o invento, alimentado com água do mar e tendo como suplemento fontes de carbono, de azoto e de fósforo. Os nutrientes habituais, azoto e fósforo, são injectados com intervalos regulares, de preferência, interrompendo o circuito de água do mar, o que melhora a absorção dos compostos pelas algas e evita uma perda importante nos efluentes.

Introduz, também, no meio da cultura, carbono sob a forma de gás carbónico, de um carbonato ou de um ácido carboxílico orgânico; o pH do meio de cultura estã, em geral, compreendido entre 8 e 9, e, de preferencia, entre 8,5 e 8,8 durante os períodos de fotosíntese importantes;pode-se introduzir um ácido mineral no meio a fim de o manter nestes limites.

De acordo com um outro aspecto, do processo do invento, introduz-se no reservatório durante a cultura, quando a taxa de algas estranhas ã cultura resultante da germinação dos esporos trazidos pela agua do mar se torna incomoda, uma solução aquosa oxidante contendo um bipocloreto alcalino.

-9A quantidade de NaOCl depende das características do reservatório e da quart idade de algas presentes, e o especialista terá, de qualquer modo, de a determinar.

Pode-se efectuar um tratamento rápido, no decurso do qual, o oxidante e destruído ao fim de alguns minu tos por adição de um redutor, tal como, um tiossulfato ou um hidrogenossulfito alcali to ou um tratamento mais simples em que se deixa o oxidaxt.e eliminar-se espontaneamente; ã evidente qne no segundo cao, a sua concentração inicial deve ser mais fraca, 15 a 25Z inferior.

Num reservatório de forma elíptica de cerca de 980 m , no qual o grande exxo e 7,2 vezes o pequeno eixo, de 40 cm de profundidade e comportando dois obstáculos de 1 m e dois obstáculos de 2 m de comprimento, dispostos como estão indicados na figura 1, re2 colheu-se em 4 semanas 253 g/m em peso seco de algas vermelhas de espécie Chondrus crispus, de onde se extrai carragenano.

A titulo de comparação, num pequeno reservatório redondo de 3 m de diâmetro, braceado por uma forte borbulhagem de ar, recolheu-se em simultâneo com o mesmo meio marino enriquecido, ape2 nas 234 g/m de algas e isto por um custo de funcionamento francamente superior, sendo dado a braceagem de ar.

Claims (8)

1. REIVINDICAÇÕES

   1 . - Reservatório de cultura de algas macroscópicas alimentado por ãgua, caracterizado por ter uma forma de coroa elíptica mais ou menos achatada definida entre uma parede exterior e um núcleo central compreender, pelo menos, uma roda com pãs disposta radialmente, e, pelo menos, 2 grupos de obstáculos em que um estã situado no eixo do núcleo central e o outro a jusante das rodas com pãs, que ) faz com a corrente um angulo compreendido entre 90° e 160° e em que a largura e, quando muito, igual a metade do comprimento da corrente liquida.
2. 2 . - Reservatório de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o núcleo central (12) estar reduzido a um plano *
3. 3 . - Reservatório de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, caracterizado por os obstãculos serem muretes verticais ou inclinados, que nivelam o nivel superior do liquido.

   a ~
4. 4 . - Processo para a obtenção de Chondrus crispus, caracterizado por se cultivar as algas num reservatório de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, alimentado por ãgua do mar e tendo como suplemento fontes de carbono, azoto e de fósforo.

   â —
5. 5 . - Processo de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pela fonte de carbono ser o gã» carbónico, um carbonato ou um ãcido carboxilico.

   -116.- Processo de acordo com uma das reivindicações 4 ou 5, caracterizado pelo pH do meio ser mantido entre 8 e 9.
6. 7 . - Processo de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo pH do meio ser mantido entre 8,5 e 8,8 por adição eventual de um ãcido mineral durante os periodos importantes de fotosintese.
7. 8 . - Processo de acordo com um* das reivindicações 4 a 7, caracterizado por compreender por outro lado, a adição de um hidrocloreto alcalino a fim de eliminar as algas estranhas.

   â
8. 9 . - Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo acesso de hipocloreto ser destruido por adição de um tioesulfato ou de um hidrogeno-ssulfito alcalino.

   Lisboa, 14 de Maio de 1990