BE1017763A5 - Bioreactor. - Google Patents

Abstract

De uitvinding heeft betrekking op een bioreactor omvattende ten minste één kamer met een kamerwand, waarbij de ten minste één kamer voorzien is voor het opnemen van biomassa, waarbij de bioreactor ten minste één toevoer bevat voor het toevoeren van te behandelen materiaal naar de ten minste één kamer, en ten minste één afvoer voor het afvoeren van behandeld materiaal uit de ten minste één kamer, waarbij de ten minste één kamer vervaardigd is in een materiaal dat ten minste één flexibele kunststoffolie omvat, gekenmerkt doordat de bioreactor een gesloten volume vormt waarin de ten minste één kamer is opgenomen en doordat in de bioreactor een reactoedruk heerst die hoger is dan een buitendruk buiten de bioreactor, op een zodanige wijze dat de bioreactor zelfdragend is.

Description

Bioreactor

Deze uitvinding heeft betrekking op een bioreactor omvattende ten minste één kamer met een kamerwand, waarbij de' ten minste één kamer voorzien is voor het opnemen van biomassa, waarbij de bioreactor ten minste één toevoer bevat voor het toevoeren van te behandelen materiaal naar dè ten minste één kamer, en ten minste één afvoer voor het afvoeren van behandeld materiaal uit de ten minste één kamer, waarbij de ten minste één kamer vervaardigd is in een materiaal dat ten minste één flexibele kunststoffolie omvat, zoals beschreven in de aanhef van de eerste conclusie.

In het kader van een verwacht tekort aan fossiele brandstoffen in de toekomst is er bepaald dat tegen 2010 5,75% van de brandstof van biologische oorsprong moet zijn. Tegen 2020 moet 20% van de brandstof bestaan uit biobrandstof. De stijgende vraag naar biobrandstoffen creëert een stijgende vraag naar biomassa, aangezien biobrandstof bestaat uit of afgeleid wordt van biomassa. Biomassa kan verkregen worden uit onder meer huishoudelijk afval, slib, houtafval, industriële afvalstromen, waterzuiveringsinstallaties enz. Echter, om een voldoende grote hoeveelheid biomassa ter beschikking te kunnen stellen voor energieproductie wordt bijkomende biomassa op landbouwgronden gekweekt, specifiek voor gebruik in energieproductie. Het kweken van gewassen verloopt relatief traag en vereist grote oppervlakken landbouwgrond. Er is bijgevolg nood aan een efficiënte methode voor het kweken van biomassa met verhoogde productiecapaciteit.

US-A-5.534.417 beschrijft een bioreactor voor het op industriële schaal kweken van micro-organismen tegen lage kostprijs. De uit US-A-5.543.417 bekende reactor omvat een veelheid van langwerpige cellen die vervaardigd zijn in flexibel polyetheen, voor het opnemen van biomassa. De cellen zijn in de verticale stand opgehangen aan een draagstructuur. De cellen worden vervaardigd door twee polyetheenfolies lokaal in hoogterichting met elkaar te verbinden, waarbij de ruimte tussen de folies, de cellen verschaft. Indien gewenst kunnen meerdere van dergelijke rijen cellen voorzien worden. De bioreactor bevat verder - een gastoevoer en -afvoer voor het doorborrelen van gas en het ventileren van iedere cel, - ten minste één toevoer en/of afvoer voor het toevoeren van voeding voor de biomassa en het verwijderen van biomassa - een gemeenschappelijke met alle afvoeren verbonden transportleiding, voor het opnemen van biomassa en het transporteren' van biomassa uit de bioreactor.

Om interferentie tussen de cellen te minimaliseren voor wat ' licht penetratie betreft, is de afstand tussen twee aanliggende cellen gelijk aan of kleiner dan 100 mm.

De in US-A-5.543.417 beschreven bioreactor heeft echter het nadeel dat de reactorcellen aan een rigide draagstructuur opgehangen worden. Dit beperkt de toepassingsmogelijkheden van de bioreactor en maakt de installatie gecompliceerd en duur.

Het doel van deze uitvinding bestaat erin een bioreactor te verschaffen die op een vereenvoudigde wijze geplaatst en opgericht kan worden zodanig dat een werkende bioreactor verkregen wordt.

Dit wordt volgens de uitvinding bereikt met een bioreactor die de technische kenmerken vertoont van het kenmerk van de eerste conclusie.

Daartoe wordt de bioreactor van deze uitvinding gekenmerkt doordat - de bioreactor een gesloten volume vormt waarin de ten minste één kamer is opgenomen en - in de bioreactor een reactordruk heerst die hoger is dan de buitendruk buiten de bioreactor, op een zodanige wijze dat de bioreactor zelfdragend is.

Doordat de druk in de bioreactor hoger is dan de omgevingsdruk is de bioreactor zelfdragend, alhoewel de bioreactor uitgevoerd is in flexibele kunststoffolie. Door deze zelfdragende eigenschap is het niet nodig de bioreactor aan een externe rigide draagstructuur van bijvoorbeeld een metalen rek te bevestigen of op te hangen of om een rigide dragende structuur in de bioreactor te voorzien om de bioreactor op te stellen. Dit biedt het voordeel dat het opstellen van de bioreactor van deze uitvinding uitermate eenvoudig is, met name door ervoor te zorgen dat in de binnenruimte van de bioreactor een overdruk heerst ten opzichte van de omgevingsdruk. Dit kan bijvoorbeeld tot stand gebracht worden door ten minste een deel van de binnenruimte van de bioreactor te vullen met een gas en/of vloeistof onder druk. Ook afbraak van de bioreactor kan op eenvoudige wijze geschieden: door de overdruk te verwijderen zakt de structuur van de bioreactor in elkaar en kan hij afgevoerd worden. Deze zelfdragendheid brengt niet alleen een aanzienlijke verlaging van de installatiekosten met zich mee, maar verlaagt ook de kosten van de reactor als dusdanig doordat het gebruik van een dure en gecompliceerde draagstructuur niet nodig is. De bioreactor van deze uitvinding biedt verder het voordeel dat het door het materiaal ingenomen volume bij niet gebruik of opslag van de reactor minimaal is. De bioreactor vervaardigd in flexibele folie kan namelijk in de opgevouwen of opgerolde toestand opgeslagen worden en gesteriliseerd worden indien nodig. Daardoor wordt ook het transport aanzienlijk vereenvoudigd en goedkoper.

In de bioreactor van deze uitvinding strekt de ten minste één kamer zich bij voorkeur in hoogterichting van de bioreactor uit. Wanneer men de bioreactor als fotobioreactor gebruikt voor bijvoorbeeld het kweken van algen, wordt door het uitstrekken van de kamers in hoogterichting het rendement van de reactor verhoogd. De productie van algen gebeurt immers des te efficiënter wanneer de intensiteit van de lichtinval niet te hoog is. Wanneer de kamers zich in hoogterichting van de bioreactor uitstrekken, is de lichtintensiteit op het reactoroppervlak dat aan daglicht is blootgesteld, rond het tijdstip van de middag relatief laag doordat het licht nagenoeg loodrecht invalt. Daardoor wordt een efficiënte conversie tot biomassa verkregen. Een dichte stapeling van kamers die zich in hoogterichting van de bioreactor uitstrekken, heeft een lagere biomassa concentratie in de bioreactor voor gevolg en brengt een verlaging van de lichtintensiteit op het reactoroppervlak met zich mee. Daardoor wordt eveneens een efficiëntere productie van biomassa verkregen.

Bij voorkeur omvat de bioreactor een gesloten behuizing met een wand en is de tenminste één kamer aan de wand van de behuizing bevestigd, zodat bij het opstellen van de bioreactor het geheel in één keer kan worden opgesteld zonder dat een additionele stap voor het bevestigen van de kamers noodzakelijk is.

De aanwezigheid van een behuizing biedt een bijkomende bescherming van de kamers die de biomassa bevatten. Ze vermindert het risico op het optreden van lekken in de wand van de kamers door bijvoorbeeld slechte weersomstandigheden.

Doordat het geheel van de bioreactior in flexibele kunststoffolie kan uitgevoerd worden en er geen externe structuur nodig is waaraan de kamers bevestigd moeten worden, kan een grote vrijheid gehanteerd worden voor wat de plaats betreft waar de bioreactor wordt opgesteld. Zo is het bijvoorbeeld mogelijk de bioreactor te gebruiken op/onder zee. De bioreactor' kan bijvoorbeeld gebruikt worden op plaatsen waar het niet mogelijk is of te gevaarlijk is voor schepen om te varen, bijvoorbeeld in de buurt van windmolenparken. De bioreactor kan met andere woorden gebruikt worden op plaatsen die momenteel niet nuttig gebruikt worden.

De uitvoering van de bioreactor in één en hetzelfde materiaal, biedt het bijkomende voordeel dat het systeem eenvoudig kan gerecycleerd worden. Een ander voordeel is dat de bioreactor zeer gemakkelijk steriliseerbaar is. Waar bij andere systemen de verschillende delen, van de bioreactor elk afzonderlijk dienen behandeld te worden, kan de bioreactor volgens de uitvinding in één geheel gesteriliseerd worden.

De ten minste één kamer bevat bij voorkeur een eerste en tweede wand ter vorming van een omtrekwand van de kamer waarbij de eerste en tweede wand over ten minste een deel in hoogterichting van de kamer met elkaar verbonden zijn, waarbij de eerste en tweede wand uitgevoerd zijn in een flexibele kunststoffolie. Verdere materiaalbesparing en een verder vereenvoudigde constructie wordt verschaft indien de eerste en/of tweede tweede wand van de kamer deel uitmaakt van de omtrekwand van de bioreactor.

In een eerste voorkeursuitvoeringsvorm van de kamer bevat de eerste een tweede wand van de kamer respectievelijk een eerste en tweede bovenste rand en bevat de eerste en tweede wand van de kamer een eerste en tweede onderste rand, waarbij de eerste en tweede bovenste randen met elkaar verbonden zijn en de eerste en tweede onderste randen met elkaar verbonden zijn, zodat een kamer met een gesloten volume verschaft wordt. Een voorbeeld van een dergelijke bioreactor is een reactor met de vorm van een honinggraat structuur.

In een tweede uitvoeringsvorm van de kamer bevat de eerste en tweede wand van de kamer respectievelijk een eerste en tweede bovenste rand en respectievelijk een eerste en tweede onderste rand, en omvat de behuizing van de bioreactor een bovenste en onderste wand en een omtrekwand. De eerste en tweede bovenste rand zijn verbonden met de bovenwand van de behuizing en de eerste en tweede onderste rand zijn verbonden met de onderste wand van de behuizing, en een opstaande rand van de kamer aanliggend aan de omtrekwand van de behuizing is aan deze omtrekwand bevestigd over ten minste een deel van de hoogte. In deze uitvoeringsvorm wordt een kamer met een gesloten volume verschaft doordat de bovenste en onderste wand van de kamer gevormd wordt door de bovenste en onderste wand van de behuizing.

Deze bevestiging kan op iedere bij de vakman bekende wijze tot stand gebracht worden, bijvoorbeeld door lassen of verlijmen of iedere andere geschikt geachte wijze en laat toe de dimensies van de kamers aan te passen aan de beoogde toepassing.

De verhoogde druk in de bioreactor kan op diverse wijzen tot stand gebracht worden. Volgens een eerste uitvoeringsvorm wordt een verhoogde druk gehandhaafd in de tenminste één kamer, zodanig dat de druk in de kamer hoger is dan de druk buiten de bioreactor. Volgens een tweede uitvoeringsvorm wordt een verhoogde druk gehandhaafd doordat de bioreactor een veelheid van rijen aanliggende kamers bevat, waarbij zich tussen aanliggende rijen kamers een tussenruimte bevindt die voorzien is voor het opnemen van een medium onder een druk die hoger is dan de druk buiten de bioreactor, maar kleiner is dan de druk in de tenminste één kamer.

De middelen voor het handhaven van de verhoogde druk, kunnen de bij de vakman bekende middelen zijn, zoals bijvoorbeeld een vloeistof of een gas of een twee- of meerlagensysteem met een onderste en een bovenste laag, waarbij de onderste laag een eerste vloeistof is en de bovenste laag gekozen wordt uit een tweede vloeistof of een gas.

De uitvinding wordt verder toegelicht aan de hand van de bijgevoegde figuren en figuurbeschrijving.

Figuur 1 toont een zicht in perspectief op de binnenruimte van een voorkeursuitvoeringsvorm van de bioreactor van deze uitvinding.

Figuur 2 toont een detail van een voorkeursuitvoeringsvorm van aanliggende kamers voor de bioreactor van deze uitvinding.

Figuur 3 toont een horizontale doorsnede van een andere voorkeursuitvoeringsvorm van aanliggende kamers voor de bioreactor van deze uitvinding.

Figuur 4 toont een detail van een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van aanliggende kamers voor de bioreactor van deze uitvinding.

De voorkeursuitvoeringsvorm van de bioreactor 1 van deze uitvinding getoond in figuur 1 omvat een gesloten behuizing 2 met een wand die een gesloten binnenruimte 6 insluit. De wand omvat een omtrekwand 3 en een bovenste en een onderste wand 4, 5. De bioreactor bevat eveneens tenminste één en bij voorkeur een veelheid van kamers 10 die aan de wand van de behuizing 2 bevestigd zijn.

De wand van de behuizing is vervaardigd in een folie van een flexibele kunststof, die bij voorkeur doorlatend is voor licht. Daartoe kan ieder door de vakman geschikt geachte kunststof gebruikt worden, bijvoorbeeld polyetheen, PVC,... De omtrekwand, bovenste en onderste wand van de behuizing kunnen uit hetzelfde materiaal of uit verschillende materialen vervaardigd zijn. Om een hogere lichtintensiteit in de binnenruimte van de bioreactor te verschaffen ter verhoging van de biomassa productie in geval van dichte stapeling van de kamers, is de onderste wand bij voorkeur vervaardigd in een het licht reflecterende kunststof.

In de binnenruimte 6 van de bioreactor bevindt zich ten minste één kamer 10, waarin de te behandelen stoffen tot reactie gebracht worden of omgezet of behandeld worden tot een eindproduct. De kamer 10 strekt zich bij voorkeur uit in hoogterichting van de bioreactor.

De bioreactor van deze uitvinding bevat bij voorkeur een rij 25 van aanliggende kamers of een veelheid van dergelijke rijen. De rijen kunnen zich in dwars- of langsrichting van de bioreactor uitstrekken en vergroten het reactoroppervlak en volume. Bij voorkeur zijn in de binnenruimte 6 van de behuizing een veelheid van dergelijke rijen 25 aangebracht. Aanliggende rijen lopen bij voorkeur evenwijdig met elkaar en met één van de zijwanden van de bioreactor, alhoewel dit niet noodzakelijk is.

Iedere kamer bevat een omtrekwand 15, die een eerste en tweede tegenover elkaar liggende wand 11, 12 omvat. De eerste wand 11 is bij voorkeur vervaardigd uit een eerste kunststoffolie, de tweede wand 12 is bij voorkeur vervaardigd uit een tweede kunststoffolie. De eerste en tweede folie zijn lokaal aan elkaar bevestigd. Het is echter ook mogelijk de eerste en tweede wand uit één folie te vervaardigen en lokaal delen aan elkaar te bevestigen, zoals getoond wordt in figuur 4. De eerste en tweede folie kunnen uit hetzelfde of een verschillend materiaal vervaardigd zijn, maar zijn bij voorkeur uit hetzelfde materiaal vervaardigd. Een veelheid van aanliggende kamers wordt verkregen door de eerste en tweede folie over ten minste een geheel van hun hoogte met elkaar te verbinden. De verbinding kan tot stand gebracht worden met iedere bij de vakman bekende techniek, bijvoorbeeld lassen of lijmen of iedere andere verbindingstechniek. De verbinding kan ononderbroken zijn indien doorstroming door aanliggende kamers ongewenst is, of onderbroken indien de mogelijkheid tot doorstroming gewenst is.

De bevestiging van de eerste en tweede folie laat toe de dimensies van de kamers 10 aan te passen aan de beoogde toepassing. Zo is het bijvoorbeeld mogelijk dat de afstand tussen opeenvolgende verbindingen constant is, waardoor een bioreactor verkregen wordt waarin alle kamers eenzelfde volume hebben. Het is echter ook mogelijk om de afstand tussen opeenvolgende verbindingen te variëren en een bioreactor te verschaffen met kamers met verschillende volumes.

Ten minste een deel van de kamers 10 maar bij voorkeur alle kamers 10 zijn aan de wand van de behuizing bevestigd waardoor het mogelijk is de behuizing 2 van de bioreactor samen met de kamers 10 die als reactorvolume fungeren, in één keer als één geheel op te zetten zonder dat het nodig is de kamers in een aparte stap aan de behuizing te bevestigen. Dit kan volgens de uitvinding op verschillende manieren tot stand gebracht worden.

Volgens een eerste uitvoeringsvorm getoond in figuur 3 maakt de eerste of de tweede wand 11,12 van de kamer 10 deel uit van de omtrekwand 3 van de behuizing van de bioreactor. In het bijzonder wordt een zijde 33 van de omtrekwand 3 gevormd door de folie die de wand van de aan die zijde liggende kamers 10 vormt. De andere zijde 34 van de omtrekwand wordt gevormd door de folie die de wand van de aan die andere zijde liggende kamers 20 vormt, in deze uitvoeringsvorm omvat de eerste wand 11 van de kamer 10, 20 een eerste bovenste rand 23 en een eerste onderste rand 26 en bevat de tweede wand 12 van kamer 10, 20 een tweede bovenste rand 24 en een tweede onderste rand 27. De eerste en tweede bovenste rand 23, 24 zijn met elkaar verbonden en de eerste en tweede onderste rand 26, 27 zijn met elkaar verbonden zodat gesloten kamers 10, 20 verschaft worden. Een dergelijke bioreactor is bijzónder eenvoudig van opbouw en kan zeer snel in enkele handelingen opgezet worden. De bioreactor heeft bij voorkeur de vorm van een honinggraat structuur zoals afgebeeld is in figuur 3, maar kan iedere bij de vakman bekende vorm aannemen, zolang de bioreactor zelfdragend is.

Volgens een tweede uitvoeringsvorm getoond in figuur 1 is in de binnenruimte 6 van de behuizing 2 een veelheid van rijen 25 van aanliggende kamers 10 opgesteld. In de getoonde uitvoeringsvorm strekken de rijen zich uit in dwarsrichting van de reactor, echter de rijen kunnen zich ook in langsrichting of in iedere andere richting uitstrekken. De rijen kamers zijn aan de behuizing bevestigd. Daartoe bevat de eerste folie een eerste bovenste rand 23 en bevat de tweede folie een tweede bovenste rand 24. De eerste en tweede bovenste rand 23, 24 zijn aan de bovenwand 4 van de behuizing bevestigd, bij voorkeur door middel van een doorlopende bevestiging. De eerste folie bevat een eerste onderste rand 26, de tweede folie bevat een tweede onderste rand 27. De eerste en tweede onderste rand 26, 27 zijn aan de onderste wand 5 van de behuizing bevestigd door middel van een doorlopende bevestiging. Indien gewenst kan de eerste wand 21 van de eerste rij kamers 31 een eerste zijwand van de behuizing vormen en dus in de eerste zijwand 9 van de behuizing 2 geïntegreerd zijn zoals getoond wordt in figuur 2, en kan de tweede wand 22 van de laatste rij kamers 32 een tweede zijwand 19 van de behuizing vormen en dus in de zijwand van de behuizing geïntegreerd zijn. Daarbij bevinden de eerste en tweede zijwand 9, 19 zich aan tegenover gestelde zijden van de behuizing 2. Deze uitvoeringsvorm levert materiaal besparing op. Zoals getoond wordt in figuur 2 bevindt zich tussen aanliggende rijen kamers 10, 20 een tussenruimte 30.

Indien gewenst kan een losneembare verbinding van de kamers in de behuizing voorzien worden zodat één of meerdere rijen kamers uitgewisseld kunnen worden indien nodig.

Volgens een derde uitvoeringsvorm getoond in figuur 4 worden de eerste en tweede wand 11, 12 van de kamer of rij kamers gevormd door één folie, die afwisselend aan de bovenste wand 4 en de' onderste wand 5 van de behuizing 2 bevestigd is. De bevestiging is bij voorkeur doorlopend maar kan onderbroken zijn, indien overloop naar de tussenruimten 30 beoogd wordt.'

De behuizing van de bioreactor van deze uitvinding bevat een toevoer 7 voor het toevoeren van de te behandelen stoffen naar de binnenruimte van de kamers 10, 20. De behuizing bevat eveneens een afvoer 8 voor het afvoeren van reactieproducten die de kamers 10, 20 verlaten. Op dezelfde wijze bevat iedere kamer 10, 20 of rij kamers een inlaat 17 voor het toevoeren van de te behandelen stoffen vanaf de toevoer 7 van de behuizing, en een uitlaat 18 voor afvoeren van het eindproduct naar de afvoer 8 van de behuizing 2. De inlaat bevindt zich meestal onderaan, de uitlaat,bevindt zich meestal bovenaan. De toevoer 7 en afvoer 8 is bij voorkeur eveneens in flexibele folie uitgevoerd en in één geheel met de behuizing vervaardigd. De toevoer en afvoer 7, 8 kunnen de eenvoudige vorm van een opening aannemen, waarin bij het opstellen van de reactor een additioneel stuk geplaatst wordt. De toevoer en afvoer kunnen ook in een kunststof vervaardigd zijn met een mindere flexibiliteit en grotere dikte die aan de behuizing bevestigd is. De te behandelen stoffen kunnen vloeibaar, vast of gasvormig zijn of twee of meer daarvan bevatten. De eindproducten kunnen eveneens vloeibaar, vast of gasvormig zijn of twee of meer daarvan.

Zoals getoond wordt in figuur 1, 2 en 4 zijn de eerste en tweede folie slechts over een deel van hun hoogte aan elkaar bevestigd, zodat onderaan langs de rij aanliggende de kamers een toevoergoot 13 wordt gevormd voor het toevoeren van te behandelen stoffen naar de kamers 10, 20 en bovenaan de kamers een afvoergoot 14 wordt gevormd voor het afvoeren van het eindproduct. Indien gewenst kunnen de toevoergoot 13 en/of afvoergoot 14 zich over de gehele of slechts een deel van de rij aanliggende kamers uitstrekken.

De bioreactor van deze uitvinding is zelfdragend, wat betekent dat de bioreactor als dusdanig opgesteld kan worden, zonder dat het nodig is de bioreactor of onderdelen daarvan aan een draagstructuur te bevestigen of op te hangen. Deze zelfdragende eigenschap houdt in dat de bioreactor 1, en in het bijzonder de behuizing 2 een gesloten volume vormt en dat in de bioreactor een reactordruk heerst die hoger is dan de buitendruk buiten de bioreactor. Dit kan op verschillende manieren tot stand gebracht worden. Een verhoogde druk in de bioreactor kan bijvoorbeeld verschaft worden door ih de kamers 10, 20 een overdruk te voorzien, door bijvoorbeeld de vloeistof of het gas dat zich in de kamers bevindt onder overdruk te brengen. Een verhoogde druk kan eveneens verschaft worden door middel van het systeem getoond in figuur 2, waarbij de tussenruimten 30 tussen de kamers gevuld worden met een medium onder verhoogde druk. Het medium kan bijvoorbeeld een gas zijn of een vloeistof, of een eerste en tweede boven elkaar aangebrachte vloeistof of een onderste vloeistoffase en bovenste gasfase. In een dergelijk geval zal de behuizing eveneens een inlaat bevatten voor het toevoeren van het medium onder druk.

De bioreactor van deze uitvinding biedt het voordeel dat alle onderdelen, met name de reactorwanden en toevoeren - inlaten en afvoeren - uitlaten alle in flexibele kunststof uitgevoerd kunnen zijn. Daarbij bestaat evenwel de mogelijkheid de stukken die de toevoer en uitlaat vormen in een ander materiaal uit te voeren, dat minder flexibel is maar steviger en beter bestand tegen ruwe behandeling. Op die manier wordt een systeem verschaft dat, in de niet opgerichte en niet gevulde toestand, tot een klein volume opgevouwen of opgerold kan worden en dus weinig ruimte inneemt bij stokkeren en gemakkelijk te transporteren is. Ook afbraak is uitermate eenvoudig. Door het medium aan te passen aan de omstandigheden, is de bioreactor van deze uitvinding geschikt om op terreinen van uiteenlopende aard te worden opgesteld, dus ook op terreinen die geen nuttig gebruik kennen. Bijzonder voordelig is dat de bioreactor van deze uitvinding geen water verbruikt aangezien de bioreactor een gesloten volume vormt. De bioreactor kan bijvoorbeeld op het land worden geplaatst, maar ook in het water. In het laatste geval kan men ervoor kiezen de tussenruimten 30 geheel of gedeeltelijk met vloeistof te vullen, en de bioreactor wel of niet te laten drijven in het water.

De bioreactor van deze uitvinding is geschikt voor gebruik in sterk variërende toepassingen. De bioreactor is bijzonder geschikt voor gebruik als fotobioreactor, in het bijzonder voor het kweken van biomassa, maar ook als gewone bioreactor. In dat geval wordt voeding voor de biomassa via de toevoer 7 naar de bioreactor toegevoerd en zal de bioreactor meestal een additionele gastoevoer bevatten voor het toevoeren van gas.

De bioreactor van deze uitvinding komt tegemoet aan de nood aan een bioreactor met hoog rendement en lage inveSterings-, materiaal- en plaatsingskosten, waardoor het systeem economisch rendabel is.

Algen zijn de meest efficiënt in de natuur aanwezige organismen voor de productie van biomassa. Algen zijn in staat biomassa te produceren tegen een snelheid die 10 tot 30 maal hoger is dan bereikt kan worden via de landbouw. Dit is met name van belang voor dicht bevolkte gebieden zoals West-Europa waar de energieproductie uit het oogsten van gewassen beperkt wordt door de beperkte hoeveelheid aanwezige landbouwgronden. Daarbij komt dat algen grote hoeveelheden aan olie en vetzuren kunnen produceren, maar ook inzetbaar zijn bij de productie van bijzondere chemicaliën. Daardoor zijn algen geschikt als een bron voor de oleochemie, farmacie, voedingsindustrie. De bioreactor van deze uitvinding kan bijvoorbeeld bijzonder nuttig ingezet worden in de productie van speciale oliën voor gebruik in de voedingsnijverheid, cosmetica, parfum, persoonlijke verzorgingsproducten, biosmeermiddelen en biobrandstoffen. Vooral dit laatste is van belang aangezien hoeveelheden geproduceerd kunnen worden die vele malen groter zijn dan de hoeveelheden die via de klassieke landbouw verkregen kunnen worden.

Claims (14)

1. Een bioreactor (1) omvattende ten minste één kamer (10, 20) met een kamerwand (11, 12, 15, 21, 22), waarbij de ten minste één kamer (10, 20) voorzien is voor het opnemen van biomassa, waarbij de bioreactor en minste één toevoer (7, 17, 13) bevat voor het toevoeren van te behandelen materiaal naar de ten minste één kamer (10, 20), en ten minste één afvoer (8, 18, 14) voor het afvoeren van behandeld materiaal uit de ten minste één kamer (10, 20), waarbij de ten minste één kamer (10, 20) vervaardigd is in een materiaal dat ten minste één flexibele kunststoffolie omvat, gekenmerkt - doordat de bioreactor een gesloten volume vormt waarin de ten minste één kamer (10, 20) is opgenomen en - doordat de bioreactor een gesloten behuizing (2) omvat met een behuizingwand (3, 4, 5, 9, 19), waarbij de tenminste één kamer (10, 20) aan de behuizingwand (3, 4, 5, 9, 19) bevestigd is en - doordat de behuizingwand (3, 4, 5, 9, 19) vervaardigd is in een folie van een flexibele kunststof en - doordat in de bioreactor een reactordruk heerst die hoger is dan een buitendruk buiten de bioreactor, op een zodanige wijze dat de bioreactor zelfdragend is.

2. Een bioreactor volgens conclusie 1, gekenmerkt doordat de ten minste één kamer (10, 20) zich in hoogterichting van de bioreactor uitstrekt.

3. Een bioreactor volgens conclusie 1 of 2, gekenmerkt doordat de ten minste één toevoer (7, 17, 13) en afvoer (8, 18, 14) in flexibele folie zijn uitgevoerd en in één geheel met de bioreactor uitgevoerd zijn.

4. Een bioreactor volgens één der conclusies 1 tot en met 3, gekenmerkt doordat de ten minste één kamer (10, 20) een eerste (11, 21) en tweede kamerwand (12, 22) omvat ter vorming van een kameromtrekwand (15) van de ten minste één kamer (10, 20) waarbij de eerste (11, 21) en tweede (12, 22) kamerwand over ten minste een deel in hoogterichting van de ten minste één kamer (10, 20) met elkaar verbonden zijn, waarbij de eerste (11, 21) en tweede (12, 22) kamerwand uitgevoerd zijn in een flexibele kunststoffolie.

5. Een bioreactor volgens conclusie 4, gekenmerkt doordat de behuizing (2) een behuizingomtrekwand (3) omvat en ten minste één van de eerste (11, 21) en tweede (12, 22) kamerwand deel uitmaakt van de behuizingomtrekwand (3) .

6. Een bioreactor volgens conclusie 5, gekenmerkt doordat de eerste (11, 21) en tweede (12, 22) kamerwand van de ten minste één kamer (10, 20) respectievelijk een eerste (23) en tweede (24) bovenste rand en een eerste (26) en tweede (27) onderste rand bevatten, waarbij de eerste (23) en tweede (24) bovenste rand met elkaar verbonden zijn en de eerste (26) en tweede (27) onderste rand met elkaar verbonden zijn.

7. Een bioreactor volgens één der conclusies 4-5, gekenmerkt doordat de behuizing van de bioreactor een bovenste (4) en onderste (5) behuizingwand omvat, waarbij de eerste (11, 21) en tweede (12, 22) kamerwand van de ten minste één kamer (10, 20) respectievelijk een eerste (23) en tweede (24) bovenste rand en een eerste (26) en tweede (27) onderste rand omvatten en waarbij de eerste (23) en tweede (24) bovenste rand verbonden zijn met de bovenste behuizingwand (4) en de eerste (26) en tweede (27) onderste rand verbonden zijn met de onderste behuizingwand (5).

8. Een bioreactor volgens één der conclusies 1 tot en met 7, gekenmerkt doordat de bioreactor ten minste één rij (25, 31, 32) van aanliggende kamers bevat die langs hun opstaande randen aan elkaar bevestigd zijn.

9. Een bioreactor volgens één der conclusies 1 tot en met 8, gekenmerkt doordat in de tenminste één kamer (10, 20) een kamerdruk heerst die hoger is dan de buitendruk buiten de bioreactor.

10. Een bioreactor volgens conclusie 9, gekenmerkt doordat de bioreactor een veelheid van rijen aanliggende kamers bevat, waarbij zich tussen de aanliggende rijen kamers een tussenruimte (30) bevindt die voorzien is voor het opnemen van een medium onder een druk die groter is dan of gelijk aan de buitendruk buiten de bioreactor, maar die kleiner is dan de kamerdruk in de ten minste één kamer.

11. Een bioreactor volgens één der conclusies 1 tot en met 10, gekenmerkt doordat middelen voor het verschaffen van een verhoogde druk gekozen worden uit een vloeistof of een gas of een twee- of meerlagensysteem met een onderste en een bovenste laag, waarbij de onderste laag een eerste vloeistof is en de bovenste laag gekozen wordt uit een tweede vloeistof of een gas.

12. Een bioreactor volgens conclusie 4, gekenmerkt doordat de eerste (11, 21) en tweede (12, 22) kamerwand van de ten minste één kamer uitgevoerd zijn in een eerste materiaal van een licht doorlatende folie en de behuizing (2) van de bioreactor minstens gedeeltelijk vervaardigd is in een tweede materiaal van een licht doorlatende folie, waarbij het eerste en tweede materiaal hetzelfde of verschillend kan zijn.

13. Een bioreactor volgens conclusie 7, gekenmerkt doordat de onderste behuizingwand (5) van de bioreactor een licht reflecterende folie omvat.

14. Een geïntegreerd systeem, bestaande uit twee of meerdere bioreactoren volgens één der conclusies 1 tot en met 13, gekenmerkt doordat de bioreactoren met elkaar verbonden zijn via een verbindingsstuk.