用于生长依赖于光能的生物物种的生物反应器装置、生物反应器系统和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于生长生物物种（２）的生物反应器装置（１），该装置包括：至少一个盆设备（３），限定用于第一物种（２ａ）的第一生境（４ａ）；以及第一光照器件（５ａ），具有一个发光固态光照源（６），通过发射光（Ｌ）来适合于第一物种（２ａ），其中固态光照源（６）使用从固态光照源（６）发射的光能来照射所述生境（４），其中生物反应器装置（１）包括适合于第二物种（２ｂ）的第二生境（４ｂ）。本发明专利技术还涉及一种包括两个生物反应器装置（１ａ，１ｂ）的生物反应器系统（２０），其中一个生物反应器装置用作水生生态区、一个生物反应器装置用作陆生生态区、两个生物反应器装置组合形成复杂人造生态区，以及一种用于在一个生物反应器装置（１）中生长依赖于光能的生物物种（２）的方法，该方法包括：通过第一光照器件（５ａ）照射第一生境（４ａ）中的第一物种（１）；经由连接系统（７）向与先前生境（４）分离的后继生境（４ｂ，４ｃ，４ｄ…）传送生长的第一物种（２ａ）；通过后继光照器件（５ｂ，５ｃ，…）照射所述后继生境（４ｂ，４ｃ，４ｄ…）中的后继物种（２ｂ，２ｃ…）；并且重复传送和照射步骤直至所需物种（２）已经生长至最优状态。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及根据权利要求1的前序部分的生物反应器装置、包括至少两个生物反 应器装置的生物反应器系统和用于生长依赖于光能的生物物种的方法。生物反应器装置和包括生物反应器装置的生物反应器系统在现有技术中众所周 知。
技术介绍
例如在US 7，220，018B2中公开了一种利用LED光系统来照亮海洋生境(habitat) 用于生长的方法和装置。该光系统包括LED光源、用于这样的光源的电源以及用于控制LED 光源的激活状态和强度的控制器。该装置包括其中容纳海洋生境的一个单个闭合区。光照 源仅用于一个装置中的一种物种。因而根据US 7，220，018B2的装置并不适合于多个物种、 尤其不适合于完整食物链。因此已经鉴于上文提到的弊端而创造本专利技术。具体而言，本专利技术的目的在于提供 一种低成本运行的用于多个依赖于光的物种的优化生长的高效装置、高效系统和高效方法。
技术实现思路
上述和其它目的可以由独立权利要求中所述的一种装置、系统和方法实现。从属 权利要求限定本专利技术的更多有利和示例组合。本专利技术的目的由一种用于生长依赖于光能的生物物种的生物反应器装置实现，该 装置包括至少一个盆设备，限定用于容纳第一物种的第一生境；以及第一光照器件，具有 至少一个发光固态光照源，通过发射光(特别是具有为了第一物种的最优生长而设置的光 谱的光)来适合于所述第一物种，其中固态光照源使用从固态光照源发射向所述第一物种 发射的光能来照射所述生境，其中生物反应器装置包括适合于第二物种的至少第二生境， 用于在一个生物反应器系统中生长至少两个不同种类的物种。依赖于光能的生物物种是需要光进行生长的所有生物。这样依赖于光能的生物 物种的例子包括初级生产者、自养生物、消费者、异养生物、分解体、食腐质者、浮游植物、 浮游动物、藻、鱼、极小浮游生物、微型浮游动物、大型浮游动物、巨型浮游动物、食浮游动物 鱼、食鱼鱼类、微型浮游植物、海底食草动物、海底食肉动物、大型浮游植物、食浮游生物鱼、 巨型浮游植物、食浮游生物鲸等。在本专利技术的意义上的盆设备包括适合于容纳依赖于光能的生物物种的所有壳体 (housing)。优选地，盆设备是密封的盆设备、特别是至少部分水密的盆设备和至少不渗透 的盆设备和/或至少气密的盆设备。盆设备可以设计为一个单一部分或者可以是固定在一 起的至少两个部分的布置。在一个优选实施例中，盆设备包括水密的底部和顶部。底部可 以构建为水密、具有限定盆设备内部的底板和壁。顶部可以是可拆卸地布置于底部上的盖。在一个优选实施例中，盆设备为缸。盆设备可以包括一个单一盆单元。可选地，盆设备可以 包括至少两个、优选为数个盆单元。可以用与盆设备相同的方式布置盆单元。盆设备的内部可以包括第一生境。生境可以等于盆设备的整个内部或者可以仅为 盆设备包围的部分区域 。光照器件包括至少一个发光固态光照源。固态光照源可以包括LED光照源、OLED 光照源、SSL激光光照源等。光照器件可以包括一个单一固态光照源或者数个固态光照源。 数个固态光照源可以均为相同种类或者可以个别地加以配置，例如一个配置为OLED光照 源、一个配置为LED光照源等。光照器件适合于第一生境中容纳的第一物种。也就是说，光照器件发射的光具有 为了生长所述物种而优化的光谱。相应优化包括关于物种的光合作用活动、物种的特殊氛 围(atmosphere)条件、光强度、光波长、防止细菌感染、防止真菌感染、对环境的加热效果、 针对环境(例如水、空气等)的渗透性、照明时长等而优化的光谱。光照器件照射第一生境和对应物种。通过这一照明光向物种和生境发送能量。这 一光能适应于物种的优化生长。本专利技术的生物反应器装置包括适合于第二物种的至少第二生境。通过这一方式， 可以在一个单一生物反应器装置中生长两个不同种类的物种。第二生境可以由第一光照器 件照射或者可以由第二光照器件照射。第二光照器件可以与第一光照器件相同或者可以不 同地加以构造。第二光照器件在一个优选实施例中适合于所述第二物种的最优生长。在一个优选实施例中，所述生物反应器装置包括各自具有至少一个生境的至少两 个盆设备。可选地，该装置包括具有至少两个生境的至少一个盆设备。生境可以由插入相 应盆设备的内部中的分离壁相互分离。生境可以是彼此隔离的，或者可以彼此连通。在本专利技术的另一实施例中，所述生境被后继布置用于食物链的后继物种，其中该 布置对应于物种遵循的食物链阶段，用于创建人造食物链。因此在本专利技术的一个实施例中，第一生境用于容纳包括初级生产者和/或自养生 物的食物链初级阶段的物种。当然，第一生境可以用于其它物种、例如用于异养生物。该用 途包括为了容纳初级阶段的物种而需要的所有参数，例如环境参数，比如光、氛围等。特别 地，针对初级物种调节光环境。也就是说，照射第一生境的发射光具有范围优选为200nm至 IOOOnm的特定光谱。更优选地，发射的光为红光、特别是波长约为666nm的红光。优选地， 光照器件包括各自调节成发射红光(特别是波长约为666nm)的数个LED光照源。LED光照 源可以直接放置于例如包括水作为氛围的生境中。初级物种用作用于食物链后继阶段的物 种的食物。在本专利技术的另一实施例中，第二生境用于容纳包括消费者和/或异养生物的食物 链次级阶段的物种。该用途包括为了容纳次级阶段的物种而需要的所有参数，例如环境参 数，比如光、氛围等。特别地，针对次级物种调节光环境。也就是说，照射第二生境的发射光 具有范围优选为200nm至IOOOnm的特定光谱。更优选地，发射的光为与某一其它光组合的 红光、特别是波长约为625-520nm的、与橙、黄和/或绿光组合的红光。光照器件优选地包 括各自调节成发射从红光谱到绿光谱的光(特别是波长约为625-520nm)的数个LED光照 源。LED光照源可以直接放置于例如包括水作为氛围的生境中。次级物种可以用作用于食 物链后继物种的食物。在本专利技术的又一实施例中，第三生境用于容纳包括异养生物(优选为与来自所述 第二阶段的所述异养生物不同的异养生物)的食物链第三阶段的物种。该用途包括为了容 纳第三阶段的物种而需要的所有参数，例如环境参数，比如光、氛围等。特别地，针对第三物 种调节光环境。也就是说，照射第三生境的发射光具有范围优选为200nm至IOOOnm的特定 光谱。更优选地，发射的光为绿光、特别是波长约为520-565nm的绿光。光照器件优选地包 括各自调节成发射绿光(特别是波长约为540nm)的数个LED光照源。LED光照源可以直接 放置于例如包括水作为氛围的生境中。同样，第三物种可以用作用于后继阶段的物种的食 物。此外，光照器件包括脉冲UV LED光照源，这些光照源被安装成处理第三阶段的物种的 真菌疾病。第三阶段可以是食物链中的最后阶段。在本专利技术的又一实施例中，最后生境用于容纳异养生物等的废物以便回收所述废 物。最后生境可以是食物链的第四、第五等生境或者多个后继生境的布置中的最后一个。该 用途包括为了容纳最后阶段的物种而需要的所有参数，例如环境参数，比如光、氛围等。特 别地，针对最后物种或者对应废物调节光环境。也就是说，照射最后生境的发射光具有范围 优选为200nm至IOOOnm的特定光谱。光照器件优选地包括数个LED光照源。LED光照源 可以直接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于生长依赖于光能的生物物种（２）的生物反应器装置（１），包括：至少一个盆设备（３），限定用于容纳第一物种（２ａ）的第一生境（４ａ），以及第一光照器件（５ａ），具有至少一个发光固态光照源（６），通过发射光（Ｌ）来适合于所述第一物种（２ａ），其中所述固态发光源（６）使用从所述固态光照源（６）向所述第一物种（２ａ）发射的光能来照射所述生境（４），其特征在于：所述生物反应器装置（１）包括：至少第二生境（４ｂ），适合于第二物种（２ｂ），用于在一个生物反应器系统中生长至少两个不同种类的物种（２ａ，２ｂ）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2007-11-20 07121089.2一种用于生长依赖于光能的生物物种(2)的生物反应器装置(1)，包括至少一个盆设备(3)，限定用于容纳第一物种(2a)的第一生境(4a)，以及第一光照器件(5a)，具有至少一个发光固态光照源(6)，通过发射光(L)来适合于所述第一物种(2a)，其中所述固态发光源(6)使用从所述固态光照源(6)向所述第一物种(2a)发射的光能来照射所述生境(4)，其特征在于所述生物反应器装置(1)包括至少第二生境(4b)，适合于第二物种(2b)，用于在一个生物反应器系统中生长至少两个不同种类的物种(2a，2b)。2.根据权利要求1所述的生物反应器装置(1)，其特征在于所述装置(1)包括各自具有至少一个生境(4)的至少两个盆设备(3a，3b，3c) 03.根据权利要求1或者2所述的生物反应器装置(1)，其特征在于所述装置(1)包括 具有至少两个生境(4)的至少一个盆设备(3)。4.根据任一前述权利要求所述的生物反应器装置(1)，其特征在于所述生境(4)被后 继布置用于食物链的后继物种(2)，其中所述布置对应于所述物种(2)遵循的食物链阶段， 用于创建人造食物链。5.根据任一前述权利要求所述的生物反应器装置(1)，其特征在于第一生境(4a)用于 容纳包括初级生产者和/或自养生物的食物链初级阶段的物种(2a)。6.根据任一前述权利要求所述的生物反应器装置(1)，其特征在于第二生境(4b)用于 容纳包括消费者和/或异养生物的食物链次级阶段的物种(2b)。7.根据任一前述权利要求所述的生物反应器装置(1)，其特征在于第三生境(4c)用于 容纳包括异养生物的食物链第三阶段的物种(2c)。8.根据任一前述权利要求所述的生物反应器装置(1)，其特征在于最后生境(4d)用于 容纳异养生物等的废物以便回收所述废物。9.根据任一前述权利要求所述的生物反应器装置(1)，其特征在于所述生境(4)经由 具有锁定装置的连接系统7来链接以便连接和分离所述生境(4)。10.根据任一前述权利要求所述的生物反应器装置(1)，其特征在于所述生境至少部 分地由分离壁⑶限定。11.根据任一前述权利要求所述的生物反应器装置(1)，其特征在于所述固态光照源 (6)包括至少一个LED (9)，特别是一个无机LED、一个0LED、一个激光二极管、连接到所述 LED的一个光学导体(10)和/或连接到所述光学导体(10)的一个辐射结构(11)。12.根据任一前述权利要求所述的生物反应器装置(1)，其特征在于所述LED(9)，特别 是所述无机LED、所述0LED、所述激光二极管、连接到所述LED的所述光学导体(10)和/或...

【专利技术属性】
技术研发人员：JHAM雅科布斯，HM皮特斯，DJC范奥尔斯，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]