本发明专利技术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。本发明专利技术提供了一种反应器，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。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。所述目的通过本专利技术来实现。本专利技术的特征在于，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。借助于本专利技术，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。借助于根据本专利技术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，根据本专利技术的方法和相关的专利技术或设备(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专利技术的所述装置的极大优势。此外，根据本专利技术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。根据本专利技术的一个特别的特征，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。根据本专利技术的另一特征，在上部敞本文档来自技高网...
【技术保护点】
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。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：M·莫尔，F·埃明格，
申请(专利权)人：埃科达纳科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：AT
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