专利名称：用于光化学过程的装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于光化学过程，例如用于光催化过程和/或光合成过程的装置，尤其是用于优选光营养微生物的培养和生产或水培养(Hydrokultivierimg)的装置，其中提供了一种反应器，尤其生物反应器，并且在反应器中曲流状地(marniderfbrmig)引导反应介质，例如水溶液或悬浮液。
背景技术：
从DE 4134813 Al中知晓一种用于光营养微生物的生物反应器，其由玻璃或塑料制成。培养介质要么被泵送经生物反应器或以曲流方式通过水平定位的腹板而引向底部。 另外，湍流-生成介质定位在腹板中。根据所述方法，在上部引入二氧化碳，并且使用自然光或人造光进行操作。生物反应器相对光源定位在直角上或跟踪光源。此外，还从GB 2235210A和DE 19644992 Cl中知晓用于光营养微生物或用于光催化过程的生物反应器。从EP 738686 Al中知晓生物反应器中的光催化废水处理，其中有待净化的液体被引导穿过由透明塑料制成的多个腹板。为了调节温度，可使用通常半透明的多个腹板。此外，在WO 98/18903中描述了一种由多个腹板及至少三个皮带制成的主动或被动式温度-可控制的太阳能元件。反应器中的层交替地用于光化学过程或光合成过程。因此，培养介质在关闭的反应器中以曲流方式经由密封的前面水平定位的腹板而被引向底部。从WO 2008/079724 A2中知晓一种供反应介质水平流过的生物反应器，其中生物
反应器布置在水盆形件中。当然从例如 Florian Manfred GratZ "Semi-automatic Generation of Circuit and Fluid Diagrams for Mechatronic Systems，，(thesis at Munich Tech. Univ. 2006) ISBN 10 3-8316-0643-9中还知晓阿基米德螺旋泵(Archimedische Schraube)和根据达芬奇的螺旋泵(Spirale nach Da Vinci)。另外，从DE 19507149 C2中知晓带槽的水力螺旋泵和用于功率生产的发电机。从 DE 4139134 C2中知晓用于能量转换的水力螺旋泵。自然地，流体静力平衡被称为流体静力学佯谬，也被称为帕斯卡佯谬。这是明显的佯谬，其描述了流体在容器底部造成依赖于流体填注液面的垂直压力的现象，而容器的形状居然没有影响。在上部敞开并且在底部连接的容器，其被称为互连的储箱或互连的管道。均质的流体在这些容器中具有相同的液面，因为空气压力和重力对容器具有相等的效应。在不均质的流体的情况下，液体柱呈现与其比重相反，与液面相关的性能。如同上面提到的某些方法中一样，通常通过常见的泵送方法来执行太阳能反应器的输送。该程序在反应介质中造成应力，其是由于高压、负压、高的加速度或挤压而造成的。 在受到该应力时，大多数光营养微生物会放弃其潜在的光合成能力。细胞被破坏或受损，并且/或者在微生物可完全恢复赋予它们的过程之前，其需要时间和/或代谢产物以用于再生。同样，大多数光化学过程在这种应力下会降低其潜在的光催化能力，因为分子被破坏或受损，并且/或者在其可完全恢复赋予它们的过程之前需要额外的时间和/或氧化剂。
发明内容
本发明的目的是创造一种上述类型的装置，其一方面避免所述缺点，并且另一方面，由于其建造方法而是容易且经济地生产出来的，在产量或产额方面可实现定性且首先定量的增加。所述目的通过本发明来实现。本发明的特征在于，供反应介质流过的反应器包括至少一个反应器元件，其包括两个在底部相连接的垂直或以一定角度倾斜的管道或腔室，由此在上反应介质表面之上优
选连续地，无压力地且相对周围环境(AtmGSPhare)自由地将反应介质引入反应器中或从
其中排出，并且由于流体静压力和液面补偿的原因，提供反应介质的对于微生物无应力的流动，并且反应器及其优选由透明或半透明材料制成的管道或腔室布置在导光液体中。借助于本发明，这是第一次有可能生产用于光化学过程，例如用于光催化过程和/或光合成过程，特别是用于优选光营养微生物的培养和生产或水培养的装置，其就建造成本以及操作而言满足了现今的需求，尤其关于质量和操作安全性方面。借助于根据本发明的装置和以所述装置为基础的方法，可以为微生物实现轻微的输送，从而防止在其生产过程中的任何损伤。通过控制上液面区域中的反应介质的引入，可限定穿过反应器元件的反应介质的流速，当然假定反应器元件被填充反应介质。反应介质以曲流方式流过垂直连通的反应器元件。反应器元件以入口和出口定位在上部的方式而彼此连接在一起。反应器元件朝着上部是完全或部分敞开的。这种流动是在整个反应器中最小高度损失的条件下通过利用流体静压力补偿来实现的。由于生物太阳能反应器中的反应介质主要是无压力且无重力感的输送，所以反应过程尽可能少地受到损害。另外，这种类型的生物反应器的建造需要最小的材料成本，其提高了经济效率。作为示例，根据本发明的方法和相关的发明或设备(Anlage)可用于以下使用领域 废水的光催化净化 通过光营养微生物达成的C02至氧气的光合新陈代谢 用于研究目的的光营养微生物的培养和生产 光化学过程和/或光合成过程的研究 用于食品和基本食品材料的光营养微生物的培养和生产 用于制药工业的基本材料的光营养微生物的培养和生产 用于燃料生产和发电的燃料和基本材料的光营养微生物的培养和生产 用于化学工业的基本材料的光营养微生物的培养和生产 在光合成过程中发出可利用的气体(例如氢气)的光营养微生物的培养和生产。当反应器介质流过反应器元件时，通过利用流体静压力补偿可类似地实现可携带的微生物的无应力输送。另外，可以实现能量的优化、限定的光导率、空间的优化、添加剂的供给、限定的温度控制、目标调整以及改善的气体恢复。反应介质的温度可通过导光液体并且还通过引入反应介质中的材料而受到控制， 这也应被认为是根据本发明的所述装置的极大优势。此外，根据本发明的装置具有当用于炎热区域中时，导光液体可用作用于日-夜温度波动的缓冲剂的优势。结果，提高了总效率。导光液体应优选是尽可能无菌的，并在必要的情况下具有海水的密度。完全可想象的是还可使用硅油。根据本发明的一个特别的特征，在将两个或多个反应器元件连接到反应器面板上时，反应器元件的隔离壁设计成比反应器元件的管道或腔室之间的隔离壁更低，由此当反应器元件中的液面高于反应器元件之间的隔离壁并且可以曲流方式流过反应器面板时，产
生了溢流口(Oberlauf)或联通开口(kommuniζierende Offiiung)。反应器元件被设计成
一种互连容器。通过这种反应器元件的串联，提供了创造限定的流动路径的选项。以下参数可影响停留在整个反应器中的最佳长度，以适应相关的光营养微生物或光化学要求，并且与该过程结果相符 流速 反应器元件的横截面 反应器元件的高度 所引入的非气态物质的数量和条件；吹入气体的条件、数量、密度和压力·以曲流形传导率连接的反应器元件的数量 除去废气的可能性 过程温度 停留的长度和朝向光的位置 停留在熟化箱和/或黑箱中的长度在理想情况下，并且如果提供了相关的结构条件，那么如果必要的话，介质从入口至出口的独特的连续输送对于整个过程是可能的。根据本发明的另一特征，在上部敞开的容器或盆形件中提供了包围反应器的导光液体，其内表面优选设计成反射光。众所周知的是，对于任何光化学过程，例如光催化过程和/或光合成过程，光是绝对的先决条件。因而为了提供生物太阳能反应器最佳的光，内表面被设计为反射器。在本发明的另一实施例中，在导光液体之上或在容器或盆形件之上提供了反射器，其将光，优选日光相对液体表面优选以直角引导至导光液体中。这种类型的补充的反射器为该过程增加了光的优化。由于将光垂直引入液体表面中和容器内壁在必要地方的镜面反射，入射的光辐射类似得以倍增，其结果是可优化该过程。根据本发明的另一实施例，为了汇集可被引导至导光液体中的光而设置有聚光器，该聚光器尤其地布置在反射器之前。通过这种方式还可以实现为该过程适当地增加光的供应。根据本发明的一个特殊实施例，在光被引导至导光液体中之前设置有滤波器，该滤波器尤其地用于过滤对于微生物有害的波长。利用相关的这种类型的滤波器可优化该过程。
根据本发明的另一特殊实施例，光以脉动方式(gepulst)引导至导光液体中。依赖于该过程的需求，光的脉动供应还可提供甚至更好的结果。根据本发明的一个特殊的特征，管道由尤其由塑料制成的薄膜软管 (Folienschlauch)组成，其端部与转向装置紧密相连。这些薄膜软管具有薄的壁厚，并且可在市场上以低廉的成本购得。在液体情形中由于无压力的液体，薄膜软管不暴露于任何可能造成潜在损伤的作用力下。因为薄膜软管实际上不承受任何应力，结果高的寿命应该是可以预期的。根据本发明的一个备选实施例，以曲流形方式互连的腔室通过两个具有平行的纵向焊接部的薄膜(Folie)形成，其中，通过转向装置可实现转向。以这种方式焊接的薄膜的生产还是容易可行的，且低廉的。这种带有纵向焊接部的薄膜可使悬浮液垂直且尽可能低阻力地流动，悬浮液富含微生物和用于培养光营养微生物的养分。根据本发明的一个实施例，转向装置是具有优选椭圆形横截面的U形管道元件， 其与由纵向焊接部所形成的腔室相连。这些转向装置实现了悬浮液的上面/下面转向，而不容许周围区域中有任何微生物的污染。当安装用于薄膜软管反应器时，由塑料薄膜制成的单个管被拉紧在管道的端部上，并被固定。对于纵向焊接的反应器，两个侧面被夹紧到椭圆形的摄像管上。根据本发明的一个特殊的实施例，优选预制的转向装置是U形管道元件，其具有至少一个用于具有微孔的插管或结合的插管的孔，以用于在反应器的底侧处将液态和/或气态添加剂引入到反应介质中或用于排出气态过程产物。这些下面转向使得为微生物提供至少液态和/或气态养分变得可能。依赖于所运行的过程，这种引入可在每次转向或一定距离处执行。在上面转向中，在悬浮液没有受到来自周围区域的外来生物污染的条件下，可随着悬浮液转向的同时通过利用气体管道而除去累积在该过程中的气体或其它物质，该气体管道用于排出过量气体或该过程所产生的气体。根据本发明有利的进一步的发展，插管在从下至上流动的反应介质的区域中设有比从上至下或以重力方向流动的反应介质的区域中更大量的微孔和/或更大直径的微孔。 这样根据超大型泵的操作过程，在一种“气举效应”中，从下至上贯穿的管道或腔室中的液面与从上至下贯穿的管道或腔室相比被升高了。在这种单元的多个串联的情况下，所述液面的差异可导致最后管道或腔室端部处的液面与第一管道或腔室相比有所升高，并且如果在反应器的设计中考虑到这种液面升高时，增加各个上升管道中的引入气体。尽管有这种增加的优选气态添加剂的引入，仍可实现微生物的无应力输送。根据本发明的一个实施例，插管在两端处具有外螺纹和/或内螺纹。例如，气体管道以这种方式进行设计，即这些气体管道可通过联管螺母而封堵与该组件的气密性。这些联管螺母至少其中一个设有用于气体管线的连接。另外，气体管道可通过其内螺纹而设有连接件，其则可被拧在另一气体管道上。出于更换目的，在一个侧面拧下联管螺母，附着连接件，并将新的气体管道附着到连接件的另一端上。利用新的气体管道推动有待更换的气体管道穿过组件，并从而同时占据其位置。这样可确保在最小的气体损失或液体损失的条件下，利用新的气体管道推动有待更换的气体管道穿过组件。这种设计允许气体入口单元在不中断操作或只有最小的过程损害的条件下进行维护或修改。气体管道的更换可在光生物反应器的部件或整个设备中实现以下功能 用于维护 改变流速 改变营养液 使营养液适应光营养微生物的寿命期 战胜疾病 培养微生物 消灭部分或全部微生物根据本发明的一个特殊的实施例，在反应器的内部以及在反应器之间提供了阿基米德螺旋泵或根据达芬奇的螺旋泵或超大型泵以用于输送反应介质。在这种设计的情况下，一个或多个管或腹板利用单个或多个轴承成螺旋形地卷绕在轴线上，并利用任何技术方法，例如拧紧、粘合等等而进行牢固地安装。相关的管或腹板在两端是敞开的。输送元件以这样的方式进行对准和支撑，使管或腹板的底端从容器中勺出反应介质。然而，管或腹板只浸入到反应介质中使管端或腹板在每次旋转时露出反应介质之外表面之上的程度。通过螺旋方向上的缓慢旋转，其不会导致任何显著的离心力，相关的管或腹板的下半部分的中的反应介质在利用流体静压力补偿下而被输送到螺旋泵的上端。在每次旋转时，包含在上半圈中的液体被释放并降落到容器中，该容器定位在比原始容器更高的水平上。通过输送装置交替地完全或部分的闭合，可防止气体的泄漏和/或排出。根据本发明一个特殊的特征，在容器或盆形件上提供了罩盖，例如由透明或半透明材料制成的拱顶(Kuppel)，例如玻璃拱顶，以用于设备(Anlage)的封闭的结构类型 (Bauweise)，装置设置在容器或盆形件中。这样，提供了当用于所谓炎热区域时由于封闭建造方法而可以回收被蒸发的液体的优势。
本发明将基于图中所示的典型实施例进行更详细地解释。这些图显示了 图1是由管道组成的生物反应器，图2是根据图1的顶视图，图3是根据图1的侧视图，图4是由腹板组成的生物反应器，图5是根据图4的顶视图，图6是根据图4的侧视图，图7是管道的示意图，图8是用于“气举”效应的示意图，图9是用于盆形件中光化学过程的装置，图10是光导的示意图，图11和图12是用于薄膜软管的转向装置，图13和图14是用于纵向焊接的薄膜的转向装置，
图15是由多个腹板制成的装置的示意图，图16和图17是用于根据图15装置的转向装置，图18和图19是在薄膜软管的中间部分引入添加剂的视图。
具体实施例方式根据图1-3，反应器，尤其生物太阳能反应器1包括至少一个反应器元件2，其由两个底部连接的垂直管道3形成。在反应器的上边缘提供了入口 4和出口 5。对于生物太阳能反应器1的组件，多个反应器元件2串联在一起，由此出口 5始终与入口 4相连。这种类型的生物太阳能反应器1用于光化学过程的方法，例如光催化过程和/或光合成过程，尤其用于优选光营养微生物的培养和生产或水培养。对于其操作，生物太阳能反应器1填充了反应介质6，例如水溶液或悬浮液。在操作期间，生物太阳能反应器1只通过其第一入口 4得到供给。反应介质6的流动传导或流动方向是在竖直，优选垂直方向执行的，在反应器元件2中从上至下和从下至上完成一次。如果多个互连的反应器元件2串联在一起，那么反应介质6以曲流方式流过反应器。反应介质6至生物太阳能反应器1中的引入或供给以及去除优选在没有压力且相对周围环境自由的条件下经由上反应介质表面或接近上液面之上或在反应介质6的上液面区域中连续地执行。反应器元件2因而彼此如互连管道3 —样以曲流形方式连接在一起，由此入口 4 和出口 5定位在上部。根据需要，反应器元件2朝着上部完全或部分地敞开。由于流体静压力补偿和液面矫正，通过在入口 4处供给反应介质6而产生了反应介质6的流动。对于该方法，这意味着为微生物产生了反应介质6的无应力的流动。这样， 在各个反应器元件2之间实现了自由流动，而不必供给任何额外的能量。反应介质6在最小的液体高度损失的条件下以曲流方式移动穿过反应器，以补偿入口 4和出口 5之间的液面差异。根据图4-6显示了一种用于生物太阳能反应器1的备选设计。所述生物太阳能反应器1包括腹板或多个腹板7。在所述设计中，反应器元件2包括由腹板或多个腹板7形成的两个优选矩形的垂直腔室8，腹板由底部敞开的隔离壁9形成。在反应器的上边缘提供了用于引入或供给的入口 4以及出口 5。在根据图4所示的典型的实施例中已经将两个反应器元件2连接在一起。如果两个或更多反应器元件2连接在一起，那么其隔离壁10设计成比反应器元件 2的管道3或腔室8之间的隔离壁9更低。结果，当反应器元件2中的液面高于反应器元件12之间的隔离壁10时产生了溢流口或联通开口。这样，由于在该过程步骤之间可极大地省略泵，并且在相同的流量水平可使随机数量的同等或不同的过程步骤彼此联接起来， 从而最大限度地减小了能量消耗。各个反应器元件2可设计成是透明或半透明的，或者如果需要还可以是不透光的。玻璃或透紫外线的塑料，例如有机玻璃都可用材料。生物太阳能反应器1类似于图1-3的设计进行填充和操作。关于后面更详细描述的入射到反应器元件2上的光辐射，根据图6显示了倾斜的反应器。虽然反应器以一定角度倾斜，但是反应介质6仍从上至下或在重力方向上，且从下至上或在反重力方向上流动一次。
根据图1和图4，在反应器的底侧，反应器介质6的转向区域中提供了至少一个引入入口 11，例如可控制的阀门，以用于连续地或一批一批地引入添加剂12，例如促进该过程的营养液或气体和/或氧化剂和/或活性物质和/或溶解物质或气体，这种引入优选在该过程期间执行。根据所述方法，在进入反应器之前，反应介质6可选地对于CO2或其它气体是饱和的。在停留于反应器中期间，饱和度根据该过程的需求进行浓缩和/或供给CO2或其它气体。由于微生物在光合成过程中的稳定生长而造成的反应介质6中的CO2的下降水平，其可通过连续和/或分序的CO2的引入而得到补偿。由于光化学过程中的稳定反应而造成的反应介质中下降的效率，其可通过连续和 /或一批一批的额外活性气体的引入而得到补偿。根据图7，通过在液柱的底端经由入口 11引入添加剂，添加剂可完全混合并均等地分布在反应介质6中。添加剂12，例如流体和气体的引入还优化了光的供应，因为所有分子或光营养微生物由于反应介质6中生成的湍流而被充分引导至靠近外壁的光-浸没的反应器元件2的光区域中，如箭头13所示。流体和气体的引入在反应介质6中产生了湍流，由此获得另一有利的结果，即通过气泡的上升而促成内部反应器表面的连续净化。此外，反应介质6还可通过流体和气体的限定引入而受到加热或冷却。引入的添加剂12因而可用于控制反应介质6的温度调节。根据图8，液态和/或气态物质或添加剂12是在底侧引入反应介质6的转向区域中。在反应器的一个特殊的实施例中，在从下至上或以反重力方向流动的反应介质6的区域中比从上至下或以重力方向流动的反应介质6的区域中引入了更大量液态和/或气态物质或添加剂12。这样，如之前所述且根据超大型泵的操作过程，在一种“气举效应”中，从下至上贯穿的管道或腔室中的液面与从上至下贯穿的管道或腔室相比被升高了。在多个反应器元件2的串联连接的情况下，所述液面的差异可导致最后管道3或腔室8端部处的液面与第一管道3或腔室8相比有所升高，并且如果在反应器的设计中考虑到这种液面升高时， 可增加各个上升管道3中的引入气体。尽管有这种增加的优选气态添加剂12的引入，但仍可实现微生物的无应力输送。根据图9，供反应介质6流过的反应器包括至少一个反应器元件2，其包括两个底部连接的垂直的或以一定角度倾斜的管道3或腔室8。众多的这些反应器元件2串联到反应器面板13中。优选彼此串联地连接在一起的反应器面板13，其以框状方式，几乎彼此平行进行布置，并优选牢固地安装在反应器中，尤其生物太阳能反应器1中。生物太阳能反应器1及其反应器面板13布置在导光液体14中。所述导光液体14可设于盆形件或容器15 中。在上反应介质表面之上，反应介质6优选在没有压力且相对周围环境自由的条件下被连续地引入反应器中或从其中排出。由于流体静压力和液面补偿的原因，反应介质6 的流动对于微生物是无应力的。实际上，与图中所示相反，反应器面板13自然串联地连接到生物太阳能反应器1中，并且在一个地方执行引入或去除。相应的反应器面板13的上侧面要么设有浮标，或者被固定而悬于上部，使得反应器的上边缘不会浸入到周围液体的上边缘以下，并因而提供了上部敞开的情形。反应器面板13的底侧以这样方式来设计，使其允许导光液体14由于自身重量或由于额外重量而几乎垂直悬浮。如已经提到的那样，对生物太阳能反应器1的反应器面板13的表面的光的供应具有极大的重要性。为了产生这个先决条件，在上部敞开的容器15或盆形件中提供了包围反应器的导光液体14，其内表面16优选设计成反射光。在设有生物太阳能反应器的容器15或盆形件之上可提供罩盖，例如由透明或半透明材料制成的拱顶，例如玻璃拱顶，以用于设备的封闭的结构类型。为了更进一步改善用于生物太阳能反应器的光条件，根据图10在导光液体14之上或容器15或盆形件之上提供了反射器17，其将光，优选日光18相对液体表面优选以直角引导至导光液体14中。为了汇集可引导至导光液体14中的光，在反射器17之前可布置聚光器(未显示)。同样地，在将光引导至导光液体14中之前可提供滤波器，其特别用于过滤对微生物有害的波长。光还可以脉动方式被引导至导光液体14中。根据图11和图12，管道3由薄膜软管19组成，其尤其由塑料生产而成并具有薄壁。这些薄膜软管19的端部与转向装置20紧密地相连。优选预制的转向装置20是一种 U形管道元件，其具有至少一个用于具有微孔22的插管23或结合的插管24的孔21，以用于在反应器的底侧处将液态和/或气态添加剂12引入到反应介质6中或用于排出气态过程产物。根据图13和图14，其显示了用于形成反应器面板13的备选方案。以曲流形方式互连的腔室8通过设有平行的纵向焊接部26的两个薄膜25而形成。通过转向装置27再次执行转向。转向装置27是具有优选椭圆形横截面的U形管道元件，其与由纵向焊接部形成的腔室8相连接。根据图15，其显示了由多个腹板7制成的生物太阳能反应器1。在这个实施例中， 装置被设计成一种紧凑装置，由此使转向装置28与腹板7的上端和下端紧密地相连接。反应器可在入口 4之前和/或在出口 5之后设有虹吸管29。结果，反应介质6可无压力地或没有压力地通过虹吸管29而供给第一反应器元件2。反应器在其底侧设有用于引入添加剂 12的插管23。在其顶侧，提供了用于优选在该过程期间除去气态过程产物，例如氧气的额外的插管30。这些插管30设于反应介质表面之上或反应器元件2的上侧面之上。为了除去这些气态过程产物，可提供设于反应介质6的液面之上或反应器元件的上侧面之上的收集装直ο根据图16和图17，显示了由单个部件组成的用于生物太阳能反应器1的转向装置 28，其是由腹板7产生的。因此，各个腹板31适合于相关的腹板7的内部形状。用于引入添加剂12的插管23是集成一体的。根据图18和图19，其显示了薄膜软管19，由此还可沿着薄膜软管19的高度，例如半高而引入添加剂。薄膜软管19因此可在其半高处分隔开，并提供塑料连接器32以连接两个部分。所述塑料连接器32具有管线33，其设有用于引入添加剂12的微孔。关于插管23，仍然必须提及的是，在两端处提供了外螺纹和/或内螺纹。出于更换目的，在一个侧面拧下联管螺母，附着连接件，并将新的气体管道附着到连接件的另一端上。利用新的气体管道推动有待更换的气体管道穿过该组件，并从而同时占据其位置。这样可确保在最小的气体损失或液体损失的条件下，利用新的气体管道21推动有待更换的插管23穿过该组件。这种设计允许气体入口单元在不中断操作或只有最小的过程损害的条件下进行维护或修改。 对于反应介质6的无应力输送，在反应器内部以及在反应器之间可提供阿基米德螺旋泵或根据达芬奇的螺旋泵或超大型泵。
权利要求
1.一种用于光化学过程的，例如光催化过程的和/或光合成过程的，尤其地用于优选光营养微生物的培养和生产或水培养的装置，其中设置有反应器，尤其为生物反应器，并且将反应介质，例如水溶液或悬浮液曲流状地引导至所述反应器中，其特征在于，由所述反应介质(6)流过的所述反应器包括至少一个反应器元件(2)，所述反应器元件(2)包括两个在底部连接的垂直或以一定角度倾斜的管道(3)或腔室(8)，其中，在上反应介质表面之上优选连续地、无压力地且相对周围环境自由地将所述反应介质(6)引入所述反应器中或从所述反应器中排出，并且由于流体静压力和液面补偿的原因，提供所述反应介质(6)的对于微生物来说无应力的流动，并且所述反应器及其优选由透明或半透明材料制成的管道(3) 或腔室(8)布置在导光液体(14)中。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，在将两个或多个反应器元件(2)连接到反应器面板(13)上时，所述反应器元件(2)的隔离壁(10)设计成比所述反应器元件(2)的管道(3)或腔室(8)之间的隔离壁(9)更低，由此当所述反应器元件(2)中的液面高于所述反应器元件(2)之间的隔离壁(10)并且可以曲流方式流过所述反应器面板(13)时，产生了溢流口或联通开口。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，在上部敞开的容器(15)或盆形件中提供了包围所述反应器的导光液体(14)，所述容器(15)或盆形件的内表面(16)优选设计成反射光。
4.根据权利要求1-3中任一项或多项所述的装置，其特征在于，在所述导光液体(14) 之上或在所述容器(15)或盆形件之上设置有反射器(17)，所述反射器(17)将光，优选日光 (18)相对液体表面优选以直角引导至所述导光液体(14)中。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，为了汇集可被引导至所述导光液体(14) 中的光而设置有聚光器，所述聚光器尤其地布置在所述反射器(17)之前。
6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，在光被引导至所述导光液体(14)中之前设置有滤波器，所述滤波器尤其地用于过滤对于微生物有害的波长。
7.根据权利要求4-6中任一项或多项所述的装置，其特征在于，以脉动方式将光引导至所述导光液体(14)中。
8.根据权利要求1-7中任一项或多项所述的装置，其特征在于，所述管道(3)由尤其由塑料制成的薄膜软管(19)组成，其端部与转向装置(20)紧密地相连接。
9.根据权利要求1-7中任一项或多项所述的装置，其特征在于，所述以曲流形方式互连的腔室(8)由两个具有平行的纵向焊接部(26)的薄膜(25)形成，其中，通过所述转向装置(27)实现转向。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述转向装置(27)是具有优选椭圆形横截面的U形管道元件，其与由所述纵向焊接部(26)所形成的腔室(8)相连接。
11.根据权利要求8-10中任一项或多项所述的装置，其特征在于，所述优选预制的转向装置(20，27，28)是U形管道元件，其具有至少一个用于具有微孔(22)的插管(23，30)或结合的插管(24)的孔(21)，以用于在所述反应器的底侧处将液态和/或气态添加剂(12) 引入到所述反应介质(6)中或用于排出气态过程产物。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述插管(23，30)在从下至上流动的反应介质(6)的区域中具有比在从上至下或以重力方向流动的反应介质(6)的区域中更大量的和/或具有更大直径的微孔。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述插管(23，30)在两端处具有外螺纹和/或内螺纹。
14.根据权利要求1-13中任一项或多项所述的装置，其特征在于，在所述反应器的内部以及在所述反应器之间设置有阿基米德螺旋泵或根据达芬奇的螺旋泵或超大型泵以用于输送所述反应介质(6)。
15.根据权利要求1-14中任一项或多项所述的装置，其特征在于，在所述容器(15)或盆形件上提供了罩盖，例如由透明或半透明材料制成的拱顶，例如玻璃拱顶，以用于设备的封闭的结构类型，所述装置设置在所述容器(15)或盆形件中。
全文摘要
本发明涉及一种用于光化学过程，例如光催化过程和/或光合成过程的装置，尤其用于优选光营养微生物的培养和生产或水培养的装置。本发明提供了一种反应器，尤其生物反应器，并将反应介质，例如水溶液或悬浮液曲流状地引导至反应器中。供反应介质(6)流过的反应器包括至少一个反应器元件(2)，其包括两个垂直或以一定角度倾斜的互连管道(3)或腔室(8)。在上反应介质表面之上，反应介质(6)在没有压力且相对周围环境自由的条件下优选被连续地引入反应器中或从其中排出。由于流体静压力和液面补偿的原因，提供反应介质(6)的对于微生物来说无应力的流动。反应器及其优选由透明或半透明材料制成的管道(3)或腔室(8)布置在导光液体(14)中。
文档编号C12M1/00GK102348792SQ201080012644
公开日2012年2月8日 申请日期2010年3月8日 优先权日2009年3月12日
发明者F·埃明格, M·莫尔 申请人:埃科达纳科技有限责任公司