Die Erfindung betrifft eine Rohrleitung zum Einsatz in einem Photobioreaktor zur Herstellung von Mikroalgenkonzentrat nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 . Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Rohres nach dem Patentanspruch 13.

Eine Anlage zur Herstellung von Mikroalgenkonzentrat ist beispielsweise in der DE 103 15 750 A1 beschrieben. Diese Anlage besteht aus einem Photobioreaktor zur Beschleunigung des Wachstums und der Vermehrung der Mikroalgen in einer Suspension mit einer Gruppe von Reaktorsegmenten, die transparente, parallel zu- einander ausgerichtete Rohre besitzen sowie aus Behältern zur Anreicherung der Suspension mit Kohlendioxid und anderen Nährstoffen, aus Mitteln zur Abschei- dung von Sauerstoff aus der Suspension sowie einer Erntevorrichtung mit Mitteln zur Abtrennung eines Mikroalgenkonzentrates. Dabei sind der Photobioreaktor, der Mischbehälter und die Mittel zum Abscheiden von Sauerstoff in einen Kreislauf ein- gebunden, der eine Pumpe aufweist. Die Rohre sind in den Reaktorsegmenten parallel zueinander und senkrecht ausgerichtet und in üblicher Weise dem einfallenden Tageslicht, einem äußeren Kunstlicht oder dem Licht von Lichtleitern mit streuendem Lichteffekt ausgesetzt. Nachteilig bei den zum Einsatz kommenden Rohren ist, dass die für die Photosynthese wirksame Oberfläche relativ klein ausgebildet ist, da lediglich der Rohraußenmantel als Lichteinfall- und -austrittsfläche zur Verfügung steht. In der EP 2 036 977 A1 wird hierzu vorgeschlagen, Durchflusstürme einzusetzen, welche durch zwei konzentrisch angeordnete, transluzente Rohre gebildet sind, mit einem Durchmesser von 0,8 bis 1 ,5 m und einer Höhe von 3 bis 5 m. Die Herstellung derartiger Türme stellt sich in der Praxis jedoch problematisch dar. Ins- besondere bereitet der häufig in derartigen Anlagen verwendete Werkstoff Glas bei diesen Dimensionen statische Probleme, da die einzelnen Rohre vor dem Hintergrund der zu erwartenden Druckverhältnisse eine erhebliche Wandstärke aufweisen müssten. Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohrleitung zum Einsatz in einem Photobioreaktor zur Herstellung von Mikro- algenkonzentrat bereit zu stellen, die den auftretenden Druckverhältnissen standhält und gleichzeitig geringste Teilchen-Migrationsraten in das Mikroalgenkonzent- rat aufweist. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Mit der Erfindung ist eine Rohrleitung zum Einsatz in einem Photobioreaktor zur Herstellung von Mikroalgenkonzentrat geschaffen, die den auftretenden Druckver- hältnissen standhält und zudem eine geringe Teilchen-Migrationsrate aufweist. Durch die Herstellung der beiden Rohre aus lichtdurchlässigem Kunststoff, wobei wenigstens das äußere Rohr über seine Länge wenigstens zwei Abschnitte mit unterschiedlicher Wandstärke aufweist, ist eine leichte und zugleich äußerst robuste Struktur geschaffen, die den auftretenden Druckverhältnissen standhält. Aufgrund des mit zunehmender Konzentratsäule abnehmenden Drucks weist das Rohr auch bei über seine Länge verminderter Wandstärke eine ausreichende Festigkeit auf.

In Weiterbildung der Erfindung weist wenigstens ein Abschnitt eine sich linear verjüngende Wandstärke auf. Hierdurch sind Kerbwirkungen vermieden, wodurch die Belastbarkeit des Rohres erhöht ist. Dabei weisen die Rohre bevorzugt über ihre Länge einen konstanten Querschnitt auf.

In Ausgestaltung der Erfindung sind wenigstens das äußere Rohr, bevorzugt beide Rohre, aus Polymethylmethacrylat (PMMA) hergestellt. Dieses Material ist hoch- transparent, witterungsstabil, kostengünstig und gut verarbeitbar.

In alternativer Ausgestaltung sind wenigstens das äußere Rohr, bevorzugt beide Rohre aus Polycarbonat hergestellt und auf ihrer dem Kanal zugewandten Seite mit einer lebensmittelkonformen Schicht und auf ihrer dem Kanal abgewandten Seite mit einer UV-Sperrschicht versehen. Durch die Beschichtung der Rohre auf ihrer jeweiligen dem Kanal zugewandten Seite mit einer lebensmittelkonformen Schicht ist eine geringe Migrationsrate gewährleistet. Durch die Beschichtung der Rohre auf ihrer jeweiligen dem Kanal abgewandten Seite mit einer UV-Sperrschicht ist eine Schädigung der Polycarbonat-Struktur durch UV-Licht verhindert, wodurch eine hohe Standzeit erzielt ist.

In Weiterbildung der Erfindung weisen die beiden Rohre eine Lichtdurchlässigkeit von wenigstens 80%, vorzugsweise wenigstens 85% auf. Hierdurch ist ein hoher Lichteintrag ermöglicht, wodurch der Photosynthese-Prozess beschleunigt ist. Hierzu ist die UV-Sperrschicht bevorzugt derart ausgebildet, dass sie für Lichtwellen mit einer Wellenlänge von < 350 nm undurchlässig und mit einer Wellenlänge von 350 nm bis 700 nm durchlässig ist.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Sperrschichten aus einem Poly- carbonatmaterial gebildet, dem ein UV-Adsorber zugesetzt ist. Hierdurch ist ein homogener Auftrag der UV-Sperrschicht auf das Polycarbonat-Rohr ermöglicht. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die lebensmittelkonformen Schichten aus Polyethylenterephthalat (PET) oder Polycarbonat gebildet. Insbesondere durch die Verwendung von lebensmittelkonformen Polycarbonat, das vorzugsweise den Vorgaben der EU-Verordnung Nr. 10/21 1 genügt, ist eine homogene Beschichtung des Polycarbonat-Rohres ermöglicht. Dabei sind die UV-Sperrschichten und die lebensmittelkonformen Schichten mit dem jeweiligen Rohr vorzugsweise homogen und ohne Haftvermittler gebunden. Hierdurch sind die optischen Eigenschaften des Rohres möglicherweise beeinträchtigende Klebschichten vermieden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind Mittel zur Verringerung der Lichtbre- chung angeordnet, die vorzugsweise durch Prismen und/oder Ziehstreifen gebildet sind. Hierdurch ist der Lichteintrag in den mit Mikroalgenkonzentrat durchströmten Kanal optimiert.

Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Rohres für eine Rohrleitung zum Einsatz in einem Photobioreaktor zur Herstellung von Mikroalgenkonzentrat bereitzustellen, das kostengünstig herstellbar ist und den auftretenden Druckverhältnissen standhält. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 13 gelöst. Dadurch, dass die Rohre in einem Endlos- Extrusi- onsprozess gefertigt werden, wobei zunächst ein Abschnitt mit einer ersten Wandstärke extrudiert wird, welche Wandstärke bei konstantem Rohraußendurchmesser über die Länge eines sich anschließenden zweiten Abschnitts linear reduziert wird, deren endseitig erreichte Wandstärke über einen sich anschließenden dritten Abschnitt konstant gehalten wird, wobei die vorgenannten Abschnitte nachfolgend in immer wieder umgekehrter Reihenfolge extrudiert werden, wodurch hintereinander jeweils zwei symmetrisch zueinander angeordnete Rohre gebildet sind, die in einem nachfolgenden Arbeitsschritt über einen Schneidprozess voneinander getrennt werden, ist eine kostengünstige Herstellung leichter und zugleich belastbarer Rohre mit kurzen Fertigungszeiten ermöglicht. Dabei werden die Rohre bevorzugt aus PMMA oder Polycarbonat hergestellt. In Weiterbildung der Erfindung werden die Rohre aus Polycarbonat gefertigt, wobei eine UV-Sperrschicht (13, 23), eine Polycarbonat-Strukturschicht (1 1 , 21 ) und eine Lebensmittelkontaktschicht (12, 22) coextrudiert werden, wobei das coextrudierte Dreischichtrohr (1 , 2) nachfolgend über temperierte und gestaffelte Kühlstufen abgekühlt wird. Dadurch, dass die UV-Schutzschicht die Polycarbonat-Strukturschicht und die Lebensmittelkontaktschicht coextrudiert werden, ist eine gleichmäßige, homogene Beschichtung über die gesamte Rohrlänge bewirkt. Dabei wird das coextrudierte Dreischichtrohr nachfolgend über temperierte und gestaffelte Kühlstufen abgekühlt, wodurch eine spannungsarme Abkühlung der so hergestellten Rohre bewirkt ist. Das so hergestellte Rohr weist eine geringe Teilchen-Migrationsrate auf.

Andere Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Figur 1 die schematische Darstellung einer Rohrleitung zum Einsatz in einem Photobioreaktor zur Herstellung von Mikroalgenkonzent- rat im Querschnitt; Figur 2 die schematische Darstellung einer Rohrleitung zum Einsatz in einem Photobioreaktor zur Herstellung von Mikroalgenkonzent- rat in einer weiteren Ausführungsform im Längsschnitt und Figur 3 die schematische Darstellung der variablen Wandstärke von endlos extrudierten Rohren für Rohrleitungen.

Die als Ausführungsbeispiel gewählte Rohrleitung gemäß Figur 1 ist im Wesentlichen gebildet durch zwei konzentrisch angeordnete Rohre 1 , 2 mit unterschiedli- ehern Durchmesser, zwischen denen ein Kanal 3 zur Durchführung einer Mikroal- gensuspension gebildet ist. Das Außenrohr 1 weist im Ausführungsbeispiel eine Wandstärke von 4 mm sowie einen Außendurchmesser von 450 mm auf. An seiner dem Kanal 3 zugewandten Innenmantelfläche ist das Außenrohr 1 mit einer 0,2 mm dicken lebensmittelkonformen Schicht versehen, die aus Polyethylenterephthalat (PET) gebildet ist. Auf seiner dem Kanal 3 abgewandten Außenmantelfläche ist das Rohr 1 mit einer 0,2 mm dicken UV-Sperr-Schicht versehen. Die UV-Sperrschicht 13 ist im Ausführungsbeispiel aus einem mit einem UV-Blocker versehenen Poly- carbonat-Werkstoff gebildet. Das Innenrohr 2 weist im Ausführungsbeispiel eine Wandstärke von 4 mm sowie einen Außendurchmesser von 350 mm auf und ist gleichsam dem Außenrohr 1 an seiner dem Kanal 3 zugewandten Außenmantelfläche mit einer 0,2 mm dicken lebensmittelkonformen Schicht 22 und an seiner dem Kanal 3 abgewandten Innenmantelfläche mit einer 0,2 mm dicken UV-Sperrschicht versehen. Der Kanal 3 weist somit eine Breite von 45,5 mm auf.

Es hat sich gezeigt, dass vorteilhaft der Durchmesser des äußeren Rohres zwischen 300 und 800 mm und der Durchmesser des inneren Rohres zwischen 200 und 700 mm liegen kann. Damit kann die Breite des Kanals 3 für die Mikroalgen- Suspension ausreichend variiert werden, je nach Konzentration der Algensuspension und Stärke des Lichteinfalls.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 sind die Rohre 1 , 2 aus PMMA hergestellt. Dabei weist das innere Rohr 2 eine konstante Wandstärke auf, wohingegen das äußere Rohr einen ersten Abschnitt L1 einer Wandstärke von s1 = 6 mm aufweist, an den sich ein zweiter Abschnitt L2 mit linear über seine Länge abnehmender Wandstärke anschließt, der wiederum in einen dritten Abschnitt L3 mit konstanter Wandstärke von s3 = 3 mm übergeht. Die große Wandstärke ist im unteren Rohrbe- reich mit hoher Flüssigkeitssäule (Mikroalgensuspension 4) und entsprechend hohem Flüssigkeitsdruck angeordnet. Im mittleren Abschnitt L2 nimmt die Wandstärke 2 kontinuierlich ab und mündet in dem dritten Abschnitt L3, wo eine niedrige Flüssigkeitssäule mit entsprechend geringem Innendruck anliegt. Die Reduzierung der Wandstärke erfolgt dabei einseitig an der Rohrinnenseite, wodurch das Rohr über seine Länge einen konstanten Außendurchmesser aufweist. Das innere Rohr 2 ist im Ausführungsbeispiel mit Wasser 5 gefüllt. Diese Wassersäule dient dem Druckausgleich gegenüber der Flüssigkeitssäule (Mikroalgensuspension 4) und minimiert hierdurch die Belastung des inneren Rohres, welches daher eine konstante Wandstärke aufweisen kann.

In Figur 3 ist die Wanddicke s eines äußeren Rohres 1 in einem Endlos- Extrudier- prozess schematisch über der Zeit t des Extrudiervorgangs dargestellt. Jeweils zwischen zwei benachbarten Abschnitten L3 bzw. zwei benachbarten Abschnitten L1 stoßen zwei Rohre 1 aneinander, welche in einem nachfolgenden Schneidprozess entlang der gestrichelt dargestellten Trennlinie voneinander getrennt werden.